有趣的数学游戏-三阶幻方

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6、剩下的空格就很容易了。
? 19
13
2倍角格=不相邻的两个边格之和 ?=(13+19)÷2=16
三条直线上的数字的和=幻方所有数字之和+2个?-(19+13) 幻和=一条直线上的三个数字之和 所有数字之和=3×幻和 所以:三条直线上的数字的和=幻方所有数字之和 则:?=(13+19)÷2
10 30 10
三阶幻方
风子编辑
第一课 基础部分
幻方起源:大约两千多年前西汉时代,流传夏禹治水时,黄河中跃出一匹神马, 马背上驮着一幅图,人称「河图」;又洛水河中浮出一只神龟,龟背上有一张 象征吉祥的图案称为「洛书」.他们发现,这个图案每一列,每一行及对角线, 加起来的数字和都是一样的。
中国不仅拥有幻方的发明权,而且是对幻方进行深入研究的国家。公元13 世纪的数学家杨辉已经编制出3-10阶幻方。
例:在下图空格上填上互不相等,且不大于15的自然数,使每行、每例、对角线 上的和为30。
ABC DE F 8GH
6 12 12
10 4
8
14
7 11 12 15 10 5 8 9 13
为方便表述,对每个空格编号为A-H。 1、根据中心数是幻和的1/3,可得到E=10 2、根据幻和为30,可知C=30-10-8=12 3、根据A+H=B+G=D+F=20,且每个数不大于15, 则最小为5。符合条件的数对还
30
30
10 30 10
30 5 30
5
5
30 5 30
原先每条边的和为:30+10+10=50 新的填法每条边的和为:50+15=65 总和减少,每边和增加,则应该把大数移到公共角的位置
则有:30+10+30=70 70-65=5 所以,四个10各减5,合计正好减了20.
22 30 26 22 30 26 22 30 26
22 30 26 30 26 22 26 22 30
三组{22,26,30},为等差数列,所以先把中间数放中间; 以中间格为中心,画四条直线;在一条对角线上放与中间格相同的 数,另一条对角线上放两个不同的数;剩下四个位置只要保证同一 行或列上没有重复的数字。
3 10 5
864
729
利用角格是不相邻的两个边数和的一半,可以得到右下角方格的数字; 其次利用红线和相等关系,知道下中间的数为2;利用蓝线和相等,得 到中右格数为4。 利用幻和=3×中间数 3×幻和=所有数,可知中间那个数为6。 这样其他几个利用幻和可以得到了。
有四对:{5,15}、{6,14}、{7,13}、{9,11},只有一堆为偶数。 4、选{6、14}放入任何格对中,因为偶数+偶数+偶数=偶数,但剩下的数都
是奇数,所以不符合。
5、选择包含最大数的一对{5,15},如果15与12在同一行或列,则这行或列 的另一个数为3,小于5。所以,15不能与12在同一行或列,因此放在D格。 对应的F格则为5。
3×幻和=(A+B+C)+(D+E+F)+(G+H+I)=S,即幻和是总和的1/3。
D+E+F=B+E+H=A+E+I=C+E+G,即4×幻和= A+B+C+D+E+F+G+H+I+3E=3×幻 和+3E 所以,3E=幻和,即E是幻和的1/3,是总和的1/9
S= (A+B+C)+(A+E+I)+(A+D+G)= (A+B+C)+(D+E+F)+(G+H+I) 所以,2A=F+H 同理可得:2G=B+F,2I=B+D,2C=D+H
幻方的发展:经过国内外幻方数学家和爱好者的研究, 幻方得到了快速的发展。从最初的三阶幻方发展到现 在的高阶幻方,由和幻方发展到乘幻方。对平面幻方 的构造,分为三种情况:N为奇数、N为4的倍数、N 为其它偶数(4n+2的形式)。
清末民初数学家寿孝天
三阶幻方:就是将9个自然数填在3×3(三行三列)的正方形内,使每一行、每 一列以及每一条对角线上的三个数的和都相等。
例1:(p.45例1)将1-9这9个数填入上图,使它成为一个三阶幻方。
动动手: p.45随堂1
幻和与中央数:一个幻方的幻和=3×中央数=总和÷3
例1:(p.46例3)
动动手: p.46随堂3
已知三个数填写幻方
例1:(p.47例4)
动动手: p.47随堂4
ABC DE F GH I
对九宫格每个格子进行编号为A-I,设S=A+B+C +D+E+F+G+H+I,即九个数的和。 定义:幻和=A+B+C=D+E+F=G+H+I=A+D+G =B+E+H=C+F+I=A+E+I=C+E+G,即每条横、竖、 斜线上的三个数的和相等,为幻和。
20 2560 80 640 160 40 320 10 1280
2 100 5
25 10
4
20
1
50
三个数相乘的幻方的属性:
1、等差数列或者三组等差数列:找一个包含10的等差数列(如图) 或者:{1、2、4}、{5、10、20}、{25、50、100}
2、角格的平方=不相邻的边格之积
按三条红线排列三组等差或等比数列,再按红数字位置调整
1
2
9
4
3
7Baidu Nhomakorabea
5
3
7
6
1
8
9 9
6
8
3
5
7
2
4
1
9
4
2
7
5
3
8
6
1
上下对调
左右对调
第二课 拓展部分
平面幻方的构造一
奇幻方:N 为奇数时 ⑴ 将1放在第一行中间一列; ⑵ 从2开始直到n×n止各数依次按下列规则存放: 按 45°方向行走,如向右上 每一个数存放的行比前一个数的行数减1,列数加1 ⑶ 如果行列范围超出矩阵范围,则回绕。 例如1在第1行,则2应放在最下一行,列数同样加1; ⑷ 如果按上面规则确定的位置上已有数,或上一个数是第1行第n列时,
则把下一个数放在上一个数的下面。
双偶幻方:N为4的倍数。采用对称元素交换法。 1)把数1到n×n按从上至下,从左到右顺序填入矩阵 2)将方阵的所有4×4子方阵中的两对角线上位置的数关于方阵中心
10 15 8 9 11 13 14 7 12
本题与上体方法一样,自己尝试下
50 1 20
4 10 25
5 100 2
先在两条蓝线上确定左下角的数:1×10÷2=5,在两条线段上的公共格不 用考虑;再找有两个确定数的线段,通过未知角画出另外的线段,如图红 线,则可知左中格为:2×10÷5=4,右上格为:2×10÷1=20。利用一条 对角线上的三个数的积5×10×20=1000,可以得到其它几个数。
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