09 幻方 四 單偶數階幻方的編排方法

2022-03-09 20:40:58 字數 1864 閱讀 9084

另外,上、下兩行的每一行及左右兩列的每一列中的六個數都必須是由三個大數和三個小數組成。因為,如果只有兩個大數和四個小數,那麼它們的和最多是36+35+10+9+8+7=105,而六階幻方的和是111,這樣不能組成六階幻方了;如果是四個大數和二個小數,那麼它們的和至少是27+28+29+30+1+2=117>111,也不能組成六階幻方。所以外框中每一行或每一列必須有三個大數和三個小數。

按照上面分析的結果,具體編排如下:

先排上、下兩行。可以把1、2填在下圖c中的左、右上角的格仔裡(當然,不填1、2先填其它兩個數也可以),因為對角線兩端的數之和也應是37,所以相應的左、右下角必須分別填入35、36。

假設1右邊的格仔內是小數用x1表示,則同一列下端的格仔就必須填入相應的乙個大數,設為y1(x1+y1=37);這樣第一行的其它三個數就一定都是大數了,分別用y2、y3、y4表示,第六行剩下的三個數就是與y2、y3、y4相對應的小數,分別用x2、x3、x4表示,(x2+y2=37,x3+y3=37,x4+y4=37)。(見下圖c)

接著我們研究x1、x2、x3、x4和y1、y2、y3、y4應該分別取什麼值?

大家知道,六階幻方的第一行六個數的和是111,也就是1+x1+y2+y3+y4+2=111。

∵ x2+y2=37 ∴ y2=37-x2

∵ x3+y3=37 ∴ y3=37-x3

∵ x4+y4=37 ∴ y4=37-x4

因此,1+x1+y2+y3+y4+2=111得1+x1+(37-x2)+(37-x3)+(37-x4)+2=111

整理得:3+x1-x2-x3-x4=0,即x1+3=x2+x3+x4

因為小數1、2已經用了,所以x2+x3+x4至少是3+4+5=12,這是x1=12-3=9。

當x1=9時,相應的y1=28,可以讓x2=3時,相應的y2=34;x3=4時,相應的y3=33;

x4=5時,相應的y4=32。把它們填入上圖d中。請大家想一想:如果x2+x3+x4=4+5+6可以嗎?

這樣想:如果x2+x3+x4=4+5+6=15,這時的x1=15-3=12,而x1是小數,最多只能是10,所以x2+x3+x4=4+5+6不行。那麼x2+x3+x4還能不能取其它的值?

請大家自己分析。

我們繼續編排外框的左、右兩列。從圖d可以看出,第一列和第六列都各有乙個大數和乙個小數,所以每列所剩下的四個數必定是兩個大數和兩個小數。假設第一列1的下面是兩個小數,分別用a1、a2表示,2的下面與a1、a2相對應的兩個大數分別b1、b2用表示,第一列a2下面的兩個大數分別用b3、b4表示,第六列b2下面的兩個小數分別用a3、a4表示(見下圖e)。

因為b3=37-a3,b4=37-a4, 已知1+a1+a2+b3+b4+35=111,

所以, 1+a1+a2+(37-a3)+(37-a4)+35=111,

整理得 a1+a2=a3+a4+1

十個小數1~10中的1、2、3、4、5、6、9這六個數已經用了,還剩下6、7、8、10,而這四個數有下面的關係:6+10=7+8+1。因此,當a1=6,a2=10時,就有a3=7,a4=8,相對應的四個大數b1=31,b2=27,b3=30,b4=29,把這些數填入下圖中,就得到了乙個六階幻方(圖f)。

大家想一想,六階幻方還有其它填法嗎?

由上面的編排過程可以看出,利用同心方陣法編排六階幻方時,要先編排乙個四階幻方,然後在它的周圍再編排乙個外框。類似的,如果要編排十階幻方時,就應先編排乙個八階幻方,然後在它的周圍再編排乙個外框。一般地,要編排乙個4k+2型單偶數階幻方,就要先編排乙個相應的4k型雙偶數階幻方,然後以它為中心,在它的周圍再編排乙個外框即可。

前面我們分四部分介紹了一些編排幻方的方法,以後不論用哪種方法編排幻方時,都要仔細認真,不要怕麻煩,用同一種方法編排出來的幻方,形式不一定是唯一的,編排出乙個幻方後,做適當的旋轉、調換,就可以得到另一種形式的幻方。

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