我对九宫格解法的理解
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已知:九个格子,用1至9九个整数不重复的填入其中,使得每行、每列以及对角线三个数相加之和总是一个固定常数。
解:因为1+2+……+9=45,共有三行,45除以3等于15,我们可以知道该固定常数是15。设九个数分别为a至m,那么可以列出8个加法式:
a+b+c=15 (1)
a+e+m=15 (2)
a+d+g=15 (3)
m+h+g=15 (4)
m+f+c=15 (5)
b+e+h=15 (6)
d+e+f=15 (7)
g+e+c=15 (8)
8个式子相加,得总式:
3a+4e+3m+3c+3g+2b+2h+2d+2f=120,
因为a+m=c+g, b+h=d+f,化简原式,得:
4e+6a+6m+4b+4h=120,因为e+b+h=15,
所以可得:6a+6m=120 – 60
a+m=10
所以:e=5。至此,我们求出了中间的这个数,把e代入8个加法式中,其化简为:
a+b+c=15 (1)
a+m=10 (2)
a+d+g=15 (3)
m+h+g=15 (4)
m+f+c=15 (5)
b+h=10 (6)
d+f=10 (7)
g+c=10 (8)
这样看来,还是未知数太多,无法求解,我们试着联立(2)、(3)式,换一种思路,得:m - d - g=-5, (9)
因为d+g=b+c,
所以(9)式转换成:m-(b+c)=-5
联立方程组:
m-(b+c)=-5 m - c=-5+b (10)
m+f+c=15 m+c=15 - f (11)
将(10)、(11)相加,得: m=5+b−f 2
我们利用已知条件对m的取值范围加以约束,1≤m≤9,且m≠5,即:1≤b−f
2
≤4,b≠f≠5,b,f>0,化简不等式,得:2+f≤b≤8+f,因为1≤b≤9,所以2+f≥1,8+f≤9,得−1≤f≤1,所以f只能取1,则b理论上可取3,4,6,7,8,9.
然后我们希望通过找到一个关于b的式子,能对b的取值进一步加以限制,于是,我们联立(2)、(5):a+m=10
m+f+c=15,
因为f=1,所以可得式子:a - c = - 4,转换成:a=-4+c (12)
将(12)式代入(1)式得:b=19-2c (13)
这个时候我们就可以对b的取值加以限定了,因为c必须为整数,所以b肯定不能取4,6,8;又因为f=1,所以b不能取9,所以,b可以取3或7。
至此,我们求出了e、f、b的值,我们又能根据b的取值求出c和m的值,继而所有的数就都可求出来了。
很巧的是,求解的顺序和“戴九履一,左三右七,二四有肩,六八为足,五居中央”基本是一样的。
(欢迎大家指正,探讨)