幻方的制作方法
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奇数阶幻方,偶数阶幻方,六阶幻方的制作方法
罗伯法(适合编制所有的奇阶幻方)
一居上行正中央,依次斜填切莫忘,
上出格时往下填,右出格时左边放,
排重便在下格填,角上出格一个样。
六阶幻方,具体的做是:
偶阶幻方分两类:双偶数阶幻方和单偶数阶幻方
双偶数:四阶幻方,八阶幻方,……4K阶幻方,
可用<对称交换法>,方法很简单:
1) 把自然数依次排成方阵
2) 把幻方划成4×4的小区,每个小区划对角线
3) 把这些对角线所划到的数,保持不动
4) 把没划到的数,按幻方的中心,以中心对称的方式,进行对调
幻方完成!
单偶数:六阶幻方,十阶幻方,……4K+2阶幻方
方法是很繁的,有一种称<同心方阵法>:
1) 把幻方分成两个区:一是边框一圈;二是里面一个双偶数方阵,
2) 把(3+8K)到(16K2 +8K+2)按双偶数幻方方法填入双偶数方阵
3) 把余下的数,在边上试填,调整到符合为止
六阶幻方(4×1+2,k=1)就是把11~26填入中间4×4方格中
传说在很久很久以前,黄河里跃起一匹龙马,马背上驮着一幅图;洛水里也浮出一只神龟,龟背上也驮着一幅图。这两幅图上都用圆点来表示一组数字,马背上的那幅称为“河图”,龟背上的那幅称为“洛书”。(参见图1)再后来,经过人们研究,发现图中右边的那幅“洛书”,其实是一幅纵横
图,即用1到9这9个数字组成一幅数字图,使它横的每行相加、竖的每列相加以及对角线相加,其和都等于15(参见图2)。我们知道,纵横图就是今天所说的“幻方”,一般地,是指把从1到十的自然数排成纵横各有m 个数,并且使同行、同列及同一对角线上的n个数的和都相等的一种方阵,其中涉及的是组合数学的问题。而前面所说的“洛书”,就是我国最早的一个三阶幻方。
图1 河图洛书图2 纵横图
长期以来,纵横图一直被看作是一种数字游戏。一直到南宋时期的数学家杨辉,才真正把它作为一个数学问题而加以深入的研究。杨辉在他的《续古摘奇算法》一书中,不仅搜集到了大量的各种类型的纵横图,而且对其中的部分纵横图还给出了如何构造的规则和方法,从而开创了这一组合数学研究的新领域。
杨辉给出的方形纵横图共有十三幅,它们是:洛书数(三阶幻方)一幅,四四图(四阶幻方)两幅,五五图(五阶幻方)两幅,六六图(六阶幻方)两幅,七七图(七阶幻方)两幅,六十四图(八阶幻方)两幅,九
九图(九阶幻方)一幅,百子图(十阶幻方)一幅(参见图3)。其中还给出了“洛书数”和“四四阴图”的构造方法。如“洛书数”的构造方法为:“九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出”。(参见图4)
图3 图4
单偶阶(10阶、6阶)幻方制作方法
单偶阶幻方:n为偶数,且不能被4整除(n=6,10,14,18,22……) (n=4k+2,k=1,2,3,4,5……)。这是奇数阶幻方、双偶阶幻方、单偶阶幻方三种幻方里面最复杂的幻方。
以n=10为例。这时,k=2。
(1)把方阵分为A,B,C,D四个象限,这样每一个象限肯定是奇数阶。用罗伯法,依次在A象限,D象限,B象限,C象限按奇数阶幻方的填法填数。
(2)在A象限的中间行、中间格开始,按自左向右的方向,标出k 格。A象限的其它行则标出最左边的k格。将这些格,和C象限相对位置上的数,互换位置。
(3)在B象限任一行的中间格,自右向左,标出k-1列。(注:6阶幻方由于k-1=0,所以不用再作B、D象限的数据交换),将B象限标出的这些数,和D象限相对位置上的数进行交换,就形成幻方。
下面是6阶幻方的填法:
看起来很麻烦,其实掌握了方法就很简单了。