三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法幻方奇幻方偶幻方 多阶幻方

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目录

一. 前言

二. 奇数幻方

三. 偶数幻方

3.1 四阶幻方

3.2 N*4(N=1,2,3…)

3.3 N*4+2(N=1,2,3…)

四. 后记


一. 前言

《射雕英雄传》中瑛姑苦苦思考了几十年而未解的三阶幻方,被黄蓉几句话说出:二四为肩,六八为腹,左七右三,上九下一,五为中间。

2 9 4
7 5 3
6 1 8

竟原来如此!

三阶幻方九个数,按照每行每列和对角线之和相等的要求,事实上试一试也不难推出。那若是五阶幻方呢?有没有统一求解的方法?

二. 奇数幻方

奇数幻方很简单,高中老师在上矩阵课的时候就跟我们讲过。

以五阶为例,

(1)在第一行中间写1,每次往右上方45°写下一个数。

(2)若超过方格区域则反射到同行或者同列的对称位置。如下图:

1
     
2

(3) 若右上方已有数字,如下图,目前写到5,右上角有1,则6写在5的下方。再继续写

1      
5
4
         3
2

(4)若写到边角,右上角无法对称反射,则写在当前数字下方。如下图,当前15,16写在15的下方。

1  8 15
5 7 14
4 6 13
10 12 3
11 2 9

(5)按照上述原则,写完如下:

17 24 1  8 15
23 5 7 14 16
4 6 13 20 22
10 12 19 21 3
11 18 25 2 9

三. 偶数幻方

偶数幻方比较复杂,分两类:N*4 和 N*4+2(N=1,2,3…)。先看最简单的四阶幻方。

3.1 四阶幻方

(1)将数字从左到右、从上到下按顺序填写:

1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16

(2)将对角线上的数字,替换为与它互补的数字。

这里N=4,互补即4*4+1*1 即17与该数字作差。1互补为16,6互补为11…替换完就是一个四阶幻方。

16 2 3 13
5 11 10 8
9 7 6 12
4 14 15 1

3.2 N*4(N=1,2,3…)

方法:将数字从左到右、从上到下按顺序填写。然后将其分成N*N个方阵,每个方阵按照四阶幻方方法,即对角线上数字替换为互补数字,则构成幻方。

以八阶幻方为例:(N=2)

(1)将数字从左到右、从上到下按顺序填写。

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

(2)每个小方阵对角线上的数字,替换为互补数字,即65与之求差。则完成了。

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

3.3 N*4+2(N=1,2,3…)

即为 (N*2+1)*2,看成4个(N*2+1)求幻方,即4个奇数幻方。

以六阶幻方为例:(N=1)

(1)分为4个小方阵A,B,C,D。按照楼梯法,依次A,D,B,C,D顺序填数。

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

(2)各个小方阵按照奇数幻方填数,如下图:

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

(3)从A表中的中心开始,按照从左向右的方向,标出N个数;A表中的其他行则标出最左边的N格数(在图中用红色背景标出)。并且将这些标出的数和C表中的对应位置互换。见下图:

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

(4)在B表中的中心开始,自右向左,标出N-1列,将B中标出的数据与D表中对应位置的数据交换。对于六阶幻方,N-1=0,所以B与D不用做交换。至此完成:

三阶四阶乃至多阶奇偶幻方的填法

四. 后记

再看到瑛姑,不仅可以告诉她三阶幻方怎么写,还可以教她五阶六阶怎么写,不知道她会是什么反应^^

 

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