窝阔台汗十一年（1239）元好问携家返回故乡秀容。作为北方文坛盟主他认为“金源氏有天下典章法度几及汉唐国亡史作己所当任”。遂以史学自任大约在窝阔台汗十三年（1241）他曾去顺天（今河北保定）张柔（蒙古顺天帅世侯与好问为姻亲）处表示愿修金史欲借阅《金实录》。早在金哀宗天兴二年（1233）张柔率蒙古兵入开封时独入史馆取《金实录》与秘府图书北归。此时张柔奏请蒙古皇帝得到允许但为乐夔所阻未成。于是元好问愤自修金史筑“野史亭”以治史。元好问平生有三大嗜好：游山玩水、交友、饮酒。此后几二十年周游于齐鲁燕赵晋魏之间往来四方游山访友采访遗逸有所得辄以寸纸细字亲为记录虽甚醉不忘。所过之处“铭天下功德者尽趣其门”。其迹益穷其文益富其名声益著。元好问利用撰写碑铭、记、序等记述史事杂录近事至百余万言以文存史为撰写《金史》积累了大量的材料。
乃马真后二年（1243）元好问还曾应耶律楚材之邀到燕京为其母苏国夫人撰写祭文和父亲耶律履撰写碑文。元好问与耶律楚材关系很好。早在金天兴二年（1233）蒙古军占领开封时元好问向蒙古国中书令耶律楚材上书请他保护资助金朝秀民才士衍庆公孔元措、状元王纲、王鹗、李治、张仲经、麻革、杨奂、张德辉、李谦、徐世隆、刘祁兄弟、程思温兄弟、乐夔等54人酌加任用。此次元好问应召赴燕京的另一目的是想获得一些有关金史的重要材料。
由于种种原因元好问生前未能实现自己修成金史的愿望但他的著作《壬辰杂编》、《中州集》、收入《遗山文集》的各类文章以及积累的金朝君臣言行资料为元代修金史提供了大量的第一手材料故《金史·元好问传》称“纂修金史多本其所著云”。
元好问的诗作五言诗风格高古沉郁七言、乐府不用古题别出新意歌谣长短句清新豪放慷慨悲歌有幽、并古风。内容上反映了当时北方人民在连年战乱中的苦难饱含着深沉的忧国忧民之情。语言优美而不尚浮华奇崛而绝无雕琢之病继承了中国诗歌优秀传统“上薄风雅中规李杜下配苏黄”被誉为一代宗工。
元好问还长于书法精于鉴赏书画、金石文字、古物通晓历算、医药、佛、道曾辑录有中药验方《元氏集验方》传之子孙。蒙哥汗七年（1257）九月卒于获鹿寓舍时年68岁。
第八十八章数学五代十国时期各地方政权连年征战社会动荡不安但数学教育仍在以不同的形式继续进行并有一批数学家和天文学家为数学知识的传播和数学的展作出了积极的贡献。据史籍记载后唐明宗天成五年（93o）宋延美“明算科及第。是年明算五人而延美为之”1。这说明当时重视数学教育而宋延美作为中试的五人之显然有较高的数学水平。又如后梁河东闻喜（今属山西）人裴迪“明筹算”2后晋与后汉并州（今山西太原）人聂文进“善书算”3南汉韶州曲江（今广东韶关）人薛崇誉“善《孙子》、《五曹算》”4黄钟骏《畴人传》卷4引《南汉书》载晚唐与南汉周杰“尤精历算”等等这些人无疑都是有较高数学造诣的官员。当时一些天文学家如后晋马重绩撰修《调元历》后周及宋初王处讷撰修《明玄历》和《应天历》后周王朴撰修《钦天历》等也必定掌握较复杂的数学知识。现存敦煌数学文献中有一部分为五代时的作品从中可以了解当时民间数学教育的一些内容。
在隋唐五代数学教育不断推广和数学知识逐渐积累的雄厚基础上两宋时期的中国数学取得了多项突破性进展并逐步走上了中国传统数学展的顶峰。这一时期出现了贾宪、秦九韶、杨辉等杰出数学家撰写了《黄帝九章算法细草》、《数书九章》、《详解九章算法》、《杨辉算法》等数学名著取得了诸如贾宪三角、增乘开方法、大衍求一术、垛积术、会圆木、纵横图等重要的数学成就此外在筹算简捷算法方面也有许多新成果为珠算的产生提供了必不可少的算法条件。
在辽、金、西夏等统治地区数学也有一定程度的进步。如辽金天文学家贾俊、杨级、赵知微和耶律履等曾分别撰修辽《大明历》、金《大明历》、《重修大明历》、《乙未历》等都要用到不少数学知识。史籍记载当时通晓数学的人也为数不少尤其是在金朝统治的山西、河北地区中国数学家创造了一种普遍的列方程的方法即“天元术”从而为元代在天元术、四元术等方面取得重大成就奠定了基础。
第一节贾宪三角贾宪是北宋时期的杰出数学家。关于他的生平现在仅知他是当时著名数学家和天文学家楚衍的弟子曾以寄禄官左班殿直至司天监（后改太史局）任等官职撰有《黄帝九章算法细草》9卷、《算法古集》2卷但都已失传。据有人研究贾宪《黄帝九章算法细草》约写于天圣元年（1o23）至皇祐二年（1o5o）之间1。从南宋数学家杨辉《详解九章算法》所附《九章算法纂类》（1261）记载的该书部分内容可知其中提出了著名的“开方作法本源”图以及立成释锁开平方法、立成释锁开立方法和增乘开方法等。1《册府元龟》卷869。
2《旧五代史》卷4。
3《新五代史》卷3o。
4《宋史》卷481。
1钱宝琮主编：《中国数学史》科学出版社1964年版第145页。
图1开方作法本源图开方作法本源图（图1）1是一个由数字构成的三角形数表现称“贾宪三角”因见于杨辉著作故亦曾称“杨辉三角”实际上即指数为正整数的二项式定理系数表。杨辉曾明确指出：这个图系“出释锁算书贾宪用此术。”图下五句说明文字的意思是说图中各行数字为开方过程中的各项系数以及具体的开方方法。元代数学家朱世杰《四元玉鉴》记载的“古法七乘方图”（图2）又在贾宪三角中增添了许多连线更进一步表示出二项式（x＋a）n展开式各项系数之间的关系。贾宪三角是数学史上的重大现它在数学的许多领域都有极其重要的应用。15世纪中亚数学家阿尔·卡西（a1—kashi）也曾给出二项式定理系数表此后这张图表又被德国数学家阿皮安努斯（1527）施蒂费尔（fe11544）意大利数学家塔尔塔利亚（1ia1556）和法国数学家帕斯卡（bsp；古法七乘方图讨论过并被西方数学家称为“帕斯卡三角”但这些数学家都比11世纪的贾宪晚很多年才获得这一成果。
杨辉《九章算法纂类》还载有贾宪立成释锁开平方法和开立方法。“立成”是唐以后天文学家对推算各种数据时所用数表的通称“释锁”在宋元数学家著作中则指开方和解数字方程。因此贾宪的立成释锁法应是利用一种数表来解决开平方、开立方乃至开高次方问题的方法而这种数表很可能就是他提出的开方作法本源图。但据《九章算法纂类》所载其演算步骤则与《九章算术》少广章开平方术和开立方术基本相同。
第二节增乘开方法贾宪的又一重要数学成就是根据开方作法本源图的构造原理创造了增乘开方法。用这种方法开平方和开立方要比《九章算术》少广章的方法简便得多并且其运算原则可以推广到求任何高次幂和高次方程正实根的近似值。贾宪用此法解决了求x2＝ax4＝a等的近似值问题。在宋代有不少数学家对解方程问题进行研究。如据杨辉《田亩比类乘除捷法》所载刘益在《议古根源》（全书已佚杨辉书收有其二十多个算题）中提出了“正负开方术”所论方程系数可正可负取消了以前对方程系数只允许为正整数的限制并讨论了x2…ax＝a和…x2＋ax＝a（a＞oa＞o）的数值解法把方程论（包括增乘开方法）推进了重要的一步。但是总的说来这些工作属于初创还不够完整和系统。
南宋数学家秦九韶创造性地继承和展了前人的先进成就提出了一套完整的正负开方术程序成功地将增乘开方法运用于求一般高次方程：aoxn＋a1xn…1＋a2xn…2＋。an…1x＋an＝o（an＜oao≠o）
的数值解。他在《数书九章》中列举了二十多个解方程问题次数最高达十次；除一般方法外还讨论了“投胎”、“换骨”、“玲珑”、“同体连枝”1见中华书局影印本《永乐大典》卷16344所收杨辉《详解（九章）算法》。等特殊情形；并将其方法广泛应用于面积、体积、测量等方面的实际问题从而在高次方程数值解法问题上达到了当时世界数学的最高水平。
增乘开方法的特点是在演算过程中自下而上随乘随加求出各项系数进行方程变换逐步求出方程正根的各位数字其演算程序具有很强的机械性可以毫无困难地转化为计算机程序。在西方关于高次方程数值解法的探讨经历了漫长的历史过程直到18o4年意大利数学家鲁非尼（ffini）才创立了一种逐次近似法用以解决数字高次方程解的近似值问题并为此获得了意大利科学协会颁的金质奖章而在1819年英国数学家霍纳（。）才提出与增乘开方法演算步骤基本一致的算法后被称为“霍纳法”。但是他们已经比秦九韶晚了五百多年并且其原始方法也没有秦九韶法简捷明确。在现代一些计算数学著作中已将这种高次方程数值解法改称“秦九韶法”。
第三节大衍求一术大衍求一术是中国古代数学家用于解决一次同余组问题的方法。这类问题与历法中关于“上元积年”的推算有着密切的关系。在中国古代天文学家们假定远古时有一年的十一月初一甲子日夜半又恰好是合朔和那一年的冬至并把这一时刻定为历法计算的称为“历元”。从该年到编历年所经过的总年数就叫做“上元积年”。已知编历年实测冬至时刻和十一月初一合朔时刻推算上元积年就是求解一次同余组问题。西汉历法中已有上元积年的数据但没有算法的记载。由于当时问题比较简单所以其算法也不会太难。南北朝时期《孙子算经》中的“物不知数问题”（亦称“孙子问题”）是最早见于中国数学文献的一次同余组问题但其解法很不完备。随着天文历法的展天文学家对历元又提出了“日月合璧五星联珠”等要求于是推算上元积年的条件更为复杂求解有关同余组也就需要更高的技巧。显然从两汉到宋朝的千余年中一定会有很多天文学家和数学家曾研究并很熟悉一次同余组的解法但可惜的是在有关文献中除一些数据外却没有更多的记载。南宋数学家秦九韶系统地总结和展了前人的贡献在《数书九章》中创立“大衍求一术”提出关于一次同余组问题的相当完整的理论和算法并且推广其应用范围取得了举世公认的杰出成就。他所著的《数书九章》曾称《数学大略》、《数学九章》全书18卷分9类每类9题共81个应用问题其内容涉及天文历法、土地面积、勾股测量、建筑工程、田赋户税、商业贸易、货币金融、军事活动等丰富内容是一部可与《九章算术》相媲美的数学名著。
《数书九章》所载大衍求一术的大意是设要求解一次同余组：x≡ri（modmi）（其中i＝）
秦九韶把求最小正整数x的问题归结为求出一组数ki使之满足条件：kimmi≡1（modmi）（i＝）
其中m＝m1·m2·。·mnki称为“乘率”。于是一次同余组的最小正整数解x=（r1k1mm1＋r2k2mm2＋。＋rnknmmn）—pm（p为非负整数）
这就是现在数论中著名的“孙子定理”。秦九韶详细论述了用辗转相除推算ki的方法由于运算的最后一步要出现余数1因而称为“求一术”。他又进一步将其与《易经·系辞》中的“大衍之数”附会起来而称之为“大衍求一术”（现在一般通指一次同余组解法）。此外他还分别讨论了模数m1、m2、。、mn两两互素和不互素的情形并给出了相应的变换方法。在欧洲直到18、19世纪著名数学家欧拉（1er1743）和高斯（c。18o1）等才对一般同余组解法进行了深入研究获得与秦九韶相同的结果并且对模数两两互素的情形给出了严格的证明。这已经是秦九韶以后5oo年的事情了。在数学史上上述定理过去称为“中国剩余定理”现多改称“孙子剩余定理”或“孙子定理”。
第四节垛积术在中国古代对于一般等差数列和等比数列很早就有了初步的研究成果如《九章算术》、《张丘建算经》等都提出了一些有关等差级数求公差及求和的公式。北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中又创“隙积术”开始研究某种物品（如酒坛、圆球、棋子等）按一定方式堆积起来求其总数问题即高阶等差级数的求和方法。设一个长方台垛的上广（顶层宽）为a（个物体）长为b下广（底层宽）为net层则沈括的结果相当�
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