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在方框中填入数字使各行平衡技巧!!
答:人们经过研究,得出计算任意阶数幻方的各行、各列、各条对角线上所有数的和的公式为:
S=n(n^2+1) /2,其中n为幻方的阶数,所求的数为S.
对于三阶幻方(九宫格)而言,1,2,3,4,5,...,9的和为45,45÷9=5.通常将平均数5填于中央。且使每行、列、对角线的和为45÷9×3=15.
构造原理:
最简单的幻方就是平面幻方,还有立体幻方、高次幻方等。对于立体幻方、高次幻方世界上很多数学家仍在研究,只讨论平面幻方。
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)
1、 N 为奇数时,最简单:
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。
2、 N为4的倍数时
采用对称元素交换法。
首先把数1到n×n按从上至下,从左到右顺序填入矩阵
然后将方阵的所有4×4子方阵中的两对角线上位置的数关于方阵中心作对称交换,即a(i,j)与a(n+1-i,n+1-j)交换,所有其它位置上的数不变。(或者将对角线不变,其它位置对称交换也可)。
3、 N 为其它偶数时
当n为非4倍数的偶数(即4n+2形)时:首先把大方阵分解为4个奇数(2m+1阶)子方阵。
按上述奇数阶幻方给分解的4个子方阵对应赋值
由小到大依次为上左子阵(i),下右子(i+v),上右子阵(i+2v),下左子阵(i+3v),即4个子方阵对应元素相差v,其中v=n*n/4 四个子矩阵由小到大排列方式为 ① ③④ ②
然后作相应的元素交换:a(i,j)与a(i+u,j)在同一列做对应交换(jt或jn-t+2),a(t-1,0)与a(t+u-1,0);a(t-1,t-1)与a(t+u-1,t-1)两对元素交换。其中u=n/2,t=(n+2)/4 上述交换使行列及对角线上元素之和相等。
参考文献:百度百科