分享

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

 树深书馆 2018-08-19

传说上古伏羲氏时,有龙马从黄河里跳出来,背上负着河图;有神龟从洛水里跳出来,背上负有洛书。伏羲氏根据河图、洛书演化成八卦。洛书便是最早的幻方,用现代数学语言解释,就是用1~9九个数字,填在九个格子里,使每一横行、每一竖列以及两条对角线上3个数字的和都等于15。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

河图洛书

用数学语言表述,幻方是指在n×n(n行n列)的方格里,既不重复又不遗漏地填上n个连续的自然数,每个数占一格,并使排在任一行、任一列和两条对角线上的几个自然数的和都相等,这个和叫幻和,n叫幻方的阶,这样的数表叫n阶幻方

下面介绍几种构造幻方的方法。

九子排列法

我们宋代数学家杨辉总结“洛书”幻方的编排方法是:九子排列,上下对易,左右相更,四维挺出。

第一步:九子排列,把1~9按下图排列出来。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第二步:上下对易,把上下两个数9和1对换。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第三步:左右相更,把左右两个数3和7对换。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第四步:四维挺出,把4,2,8,6四个数突出来。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

这样就构造出一个三阶幻方。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

巴舍法

九子排列法只可用于构造三阶幻方,而巴舍法可以用于构造任何奇数阶幻方。这里我们以构造三阶幻方为例来讲解巴舍法。

假设有一个三行三列的格子。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第一步:先在两侧制造阳台,上下造天台、地下室。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第二步:爬梯填数。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第三步:把原来没有的阳台、天台、地下室的数填到它所在位置的对面。具体操作时可用数格的方法,1往右数三格就是所要填的位置,3往下数三格,7和9同理分别向上和向左数三格。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

第四步:把所造两侧的阳台、天台、地下室及里边的数去掉,一个三阶幻方就制作成功了。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

罗伯法

罗伯法可以构造出所有的奇数阶幻方。罗伯法还有个口诀:

1居上行正中央,依次斜填切莫忘;

上出框界往下写,右出框界左边放;

排重便在下格填,右上出格一个样。

以三阶幻方为例,具体填法如下:

(1)1居上行正中央——在第一行正中央的方格内填1。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(2)依次斜填切莫忘——在1的右上方虚拟方格内填上2。

上出框界往下写——在1的右上方填的2出了上框界,此时需要将2向下移到最下边的方格内。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(3)右出框界左边放——在2的右上方虚拟方格内填上3,由于3出了右框界,此时需要将3向左移到最左边的方格内。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(4)排重便在下格填——在3的右上方格内填上4,但此时3的右上方格内已经填了1,重复了,所以将4填在3的下方。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(5)在4的右上方格内依次斜填5和6。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(6)右上出格一个样——接下来应该将7填在6的右上方格内,但此时既出了上框界又出了下框界(右上出格),所以应将7移到6的下方。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

(7)用同样的方法依次把8、9填入相应的方格内。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

这样,我们就用罗伯法编制出了一个三阶幻方。

奇妙的幻方——奇数阶幻方的构造

相对于巴舍法,在编制更高阶的幻方时,罗伯法将显示出它的优势,而且罗伯法更加有利于计算机编程实现。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多