.数阵图、幻方(学生版)
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幻方与数阵图1.在幻方中.每行、每列和每条对角线上的数的和都相同,那么在下图所示的未完成的幻方中该是____。
2.幻方是将n2个数(不重复)排列成纵、横各有n个数的方阵,使其每行、每列和两条对角线上n个数相加的和都相等.请问下图3×3的幻方中丁是多少?3.在下图所示的O内填入不同的数,使得三条边上的三个数的和都是12.若A、B、C的和为18,则三个顶点上的三个数的和是________。
4.下图3×3正方形的每个方格内的字母都代表一个数,已知其每行,每列以及两条对角线上三个数之和都相等,若“a=4,d=19,l=22,那么6=_______,h=______。
5.在图1、图2的空格中分别填人适当的数,使得横、竖及对角线上的三个数之和都相等,那么“?”处的数字分别为多少?.6.在下图中每个小方格中填人一个数,使每一行每一列都有1、2、3、4、5,那么,右上角小方格内填人的数字,应该是________。
7.下图是一个3×3幻方,满足每行、每列及两条对角线上三数之和都相等,那么其中“★代表的数是__________。
8.下边的一排方格中,除9、8外,每个方格中的汉字都表示一个数(不同的汉字可表示相同的数),已知其中任意3个连续方格巾的数加起来都为22,则“走”+“进”+“数”+“学”+“花”+“园”=__________。
9.所谓“三阶乘法幻方”是指在3×3的方格中填入9个不等于0的整数,使得每行、每列及每条对角线上的三个数之积都相等,请将下图的“乘法幻方”补充完整,则其中的“”所代表的数是___________。
10.将1至8这八个自然数分别填入下图中的正方体的八个顶点处的o内,并使每个面上的四个O内的数字之和都相等,求与填人数字1的O有线段相连的三个O内的数的和的最大值.11.将从8开始的11个连续自然数填入下图中的圆圈内,要使每边上的三个数之和都相等,中间数共有__________种填法.12.将1--12这十二个自然数分别填人下图的12个圆圈内,使得每条直线上的四个数之和都相等,这个相等的和为___________。
小学四年级逻辑思维学习—数阵图与幻方”知识定位一、什么是数阵图?在神奇的数学王国中,有一类非常有趣的数学问题,它变化多端,引人入胜,奇妙无穷。
它就是数阵,一座真正的数字迷宫,它对喜欢探究数字规律的人有着极大的吸引力,以至有些人留连其中,用毕生的精力来研究它的变化,就连大数学家欧拉对它都有着浓厚的兴趣。
那么,到底什么是数阵呢?我们先观察上面两个图:右图(1)中有3个大圆,每个圆周上都有四个数字,有意思的是,每个圆周上的四个数字之和都等于13。
右图(2)就更有意思了,1~9九个数字被排成三行三列,每行的三个数字之和与每列的三个数字之和,以及每条对角线上的三个数字之和都等于15,不信你就算算。
上面两个图就是数阵图。
准确地说,数阵图是将一些数按照一定要求排列而成的某种图形,有时简称数阵。
要排出这样巧妙的数阵图,可不是一件容易的事情。
我们还是先从如何来填好数阵图开始。
如何填好数阵图?数阵图问题千变万化,这一类问题要求数阵中填入了一些数以后,能保证数阵中特定关系线(或关系区域)上的数的和相等,解决这一类问题可以按以下步骤解决问题:第一步:区分数阵图中的普通点(或方格),和交叉点(方格)第二步:在数阵图的少数关键点(一般是交叉点)上设置未知数,计算各个点与该点被重复计算次数之积的和的代数式,即数阵图关系线(关系区域)上和的总和,这个和是关系线(关系区域)的个数的整数倍.第三步:判断少数关键点上可以填入的数的余数性质,并得出相应的数阵图关系线(关系区域)和.第四步:运用已经得到的信息进行尝试:数阵图还有一类题型比较少见,解决这一类问题需要理清数阵中数与数之间的相关关系,找出问题关键.【授课批注】数阵图问题千变万化,一般没有特定的解法,往往需要综合运用掌握的各种数学知识来解决问题. 本讲出了要讲授填数阵图的主要技巧,还有以下注意点:1.引导学生从整体到局部对问题进行观察和判断;2.教授巧妙利用容斥原理、余数的性质、整除性质的数学方法;3.锻炼学生利用已知信息枚举,尝试的能力;4.培养学生综合运用各种数学知识,分析问题,找问题关键,解决问题的能力.二、什么是幻方?同学们是否知道我国古代有关“洛书”的神话传说?传说在大禹治水的年代,陕西的洛水经常大肆泛滥,无论怎样祭祀河神都无济于事,每年人们摆好祭品之后,河中都会爬出一只大乌龟,乌龟壳有九大块,横着数是3行,竖着数是3列,每块乌龟壳上都有几个点点,正好凑成1至9的数字,可是谁也弄不清这些小点点是什么意思.一次,大乌龟又从河里爬上来,一个看热闹的小孩惊叫起来:“瞧多有趣啊,这些点点不论横着加、竖着加还是斜着加,结果都等于十五!”于是人们赶紧把十五份祭品献给河神,说来也怪,河水果然从此不再泛滥了.这个神奇的图案叫做“幻方”,由于它有3行3列,所以叫做“三阶幻方”,这个相等的和叫做“幻和”.“洛书”就是幻和为15的三阶幻方.如下图:三、如何解决幻方问题?幻方是指横行、竖列、对角线上数的和都相等的数的方阵,具有这一性质的3×3的数阵称作三阶幻方,4×4的数阵称作四阶幻方,5×5的称作五阶幻方……如图为三阶幻方、四阶幻方的标准式样,三阶幻方的中心位置上的数等于所有所填数的平均数,也等于横行、竖列、对角线上数和的三分之一.解决数表类问题中,首先要找出数填写的规律,再从规律中找到数表的数量关系,从而找出解决问题的关键.知识梳理987653421987654321(一)封闭型数阵问题(二)辐射型数阵(三)其它类型的数阵图(四)幻方例题精讲【试题来源】【题目】将1~6填入左下图的六个○中,使三角形每条边上的三个数之和都等于k,请指出k的取值范围.k=9 k=10 k=11 k=12【题目】小猴聪聪有一天捡到像左下图的模具,它试着将1~10分别填入图中,使得每个小三角形3个顶点上的数字之和为图中所表示的数值,你能做到吗?【题目】图中的6条线分别连接着9个圆圈,其中一个圆圈里的数是6.请你选9个连续自然数(包括6在内)填人圆圈内,使每条线上各数的和都等于23.6543216543216543216543216【题目】小兔子在森林玩耍,遇到一个画着奇怪图形的树桩,上面写着:把10至20这11个数分别填入下图的各圆圈内,使每条线段上3个圆内所填数的和都相等.如果中心圆内填的数相等,那么就视为同一种填法,请写出所有可能的填法,小兔子发了愁,你能帮它吗?【题目】海豚是很聪明的动物,它能将1~9填入右下图的九个○内,并且使得每个圆周和每条直线上的三数之和都相等,并且7,8,9依次位于小、中、大圆周上,你能做到吗?【题目】在下图中的10个○内填入0~9这10个数字,使得循环式成立:【题目】请在图中的每个圆圈内填入不同的自然数,使得图中每个圆圈中所填的数都是上一行与它相邻的两个圆圈中所填数的和,最下面的数是20.+=====----20【题目】请你将2~10这九个自然数填入图中的空格内每行、每列、每条对角线上的三数之和相等.【题目】请你将1~25这二十五个自然数填入图中的空格内每行、每列、每条对角线上的五数之和相等.【题目】将九个数填入左下图的九个空格中,使得任一行、任一列以及两条对角线上的三个数之和都等于定数k,则中心方格中的数必为k÷3【题目】在下图的九个方格中填入不大于12且互不相同的九个自然数(其中已填好一个数),使得任一行、任一列及两条对角线上的三个数之和都等于21.【题目】将前9个自然数填入右图的9个方格中,使得任一行、任一列以及两条对角线上的三个数之和互不相同,并且相邻的两个自然数在图中的位置也相邻.【题目】将1、2、3、4、5、6、7、8、9这九个数字,分别填入3×3阵列中的九个方格,使第二行组成的三位数是第一行组成的三位数的2倍,第三行组成的三位数是第一行组成的三位数的3倍.【题目】在一个3×3的网格中填入9个数使得每一横行、竖行、对角线上三个数的乘积相等.习题演练【题目】将1~7这七个数分别填入图中的○里,使每条直线上的三个数之和都等于12。
.5-1-3-2.数阵图教学目标1. 了解数阵图的种类2. 学会一些解决数阵图的解题方法3. 能够解决和数论相关的数阵图问题知识点拨.一、数阵图定义及分类:1. 定义:把一些数字按照一定的要求,排成各种各样的图形,这类问题叫数阵图2. 数阵是一种由幻方演变而来的数字图.数阵图的种类繁多,这里只向大家介绍三种数阵图:即封闭型数阵图、辐射型数阵图和复合型数阵图. 3.二、解题方法:解决数阵类问题可以采取从局部到整体再到局部的方法入手:第一步:区分数阵图中的普通点(或方格)和关键点(或方格);第二步:在数阵图的少数关键点(一般是交叉点)上设置未知数,计算这些关键点与相关点的数量关 系,得到关键点上所填数的范围;第三步:运用已经得到的信息进行尝试.这个步骤并不是对所有数阵题都适用,很多数阵题更需要对数学方法的综合运用.例题精讲复合型数阵图【例 1】 由数字 1、2、3 组成的不同的两位数共有 9 个,老师将这 9 个数写在一个九宫格上,让同学选数,每个同学可以从中选 5 个数来求和.小刚选的 5 个数的和是 120,小明选的 5 个数的和是 111.如果两人选的数中只有一个是相同的,那么这个数是_____________.112131122232132333【例2】如图1,圆圈内分别填有1,2,……,7这7个数。
如果6个三角形的顶点处圆圈内的数字的和是64,那么,中间圆圈内填入的数是。
【例3】如下图(1)所示,在每个小圆圈内填上一个数,使得每一条直线上的三个数的和都等于大圆圈上三个数的和.49817(1)【例4】请你将数字1、2、3、4、5、6、7填在下面图(1)所示的圆圈内,使得每个圆圈上的三个数之和与每条直线上的三个数之和相等.应怎样填?【例5】在左下图的每个圆圈中填上一个数,各数互不相等,每个圆圈有3个相邻(即有线段相连的圆圈)的圆圈。
将左下图中每个圆圈中的数改为3个相邻圆圈所填数的平均值,便得到右下图。
第6讲幻方和数阵图传说在五千年前,大禹治水的时代,人们在黄河中发现一只大龟,龟背上有一些奇怪的图案,经过破译,人们将龟背上的神奇的图案译成了如下图这样的数阵图,也称做幻方。
幻方和数阵是我国文化遗产之一,早在公元前4世纪就有“河图”、“洛书”的传说与记载。
到了宋朝,杨辉对幻方已有较详细的记述,并探索出一些编制方法。
明朝程大位、清朝张潮等人,创制了绚丽多彩的幻方与数阵图式,其中九宫图是最简单的三阶幻方。
将三阶幻方推广,结合某些几何图形,把一些数字填入图形的某种位置上,并使数字满足一定的约束条件,这类问题,通常被称为“数阵图”。
幻方是特殊的数阵图。
大约在15世纪初,幻方传到国外,引起了欧洲很多数学家的兴趣,发现许多新成果。
人们发现幻方不仅仅是一种数字游戏,而且与实验方案的设计及一些高深数学分支有关,幻方已成为数阵图中最重要的课题,是数学研究中的一个重要分支。
数阵图大致分三种:封闭型数阵图、开放型数阵图和复合型数阵图。
幻方的特点:一个幻方每行、每列、每条对角线上的几个数的和都相等。
这个相等的和叫“幻和”。
要求在n行n列的方格里,既不重复又不遗漏地填上n×n个连续的自然数。
这些自然数所组成的一列数有极强的规律性,按顺序排列后,每一项都比它前面的一项大1,即知识梳理它们构成了差相等的数列,是等差数列。
因此在解答这类问题时,常用的知识有:1.等差数列的求和公式总和=(首项+末项)×项数÷22.数字的奇偶性奇数±奇数=偶数偶数±偶数=偶数奇数±偶数=奇数可简记为:同性为偶,异性为奇(注:同性是同奇或同偶,异性是指一奇一偶)。
数阵图【例1】★如图所示,在三个圆圈中各填入一个自然数,使每条线段两端的两个数之和均为奇数。
请问这样的填法存在吗?如不存在,请说明理由;如存在,请写出一种填法。
【解析】不存在,设所填的数分别是a,b,c,如图所示。
假设 a+b=奇数. a+c=奇数,b+c=奇数,左边=2(a+b+c),是偶数,右边=三个奇数相加,是奇数,偶效≠奇数。
幻方与数阵图【知识要点】 一、幻方在一个由若干个排列整齐的数组成的正方形中,图中任意一横行、一纵行及对角线的几个数之和都相等,具有这种性质的图表,称为“幻方”。
我国古代称为“河图”、“洛书”,又叫“纵横图”。
三阶幻方的性质:1.中心位置上的数等于幻和除以3;2.角上得数等于和它不相邻的两条边上的数的平均数;3.中心数两头的数之和等于中心数的2倍。
二、数阵图数阵图问题千变万化,这一类问题要求数阵中填入了一些数以后,能保证数阵中特定关系线(或关系区域)上的数的和相等,解决这类问题可以按以下步骤解决问题:第一步:从整体考虑,将要求满足相等的几个数字和全部相加,一般为n ×s 的形式。
第二步:从个体考虑,分别计算每一个位置数字相加的次数,将比较特殊的(多加或少加几次)位置数字用未知数表示,全部相加,一般为题目所给全部数字和×一般位置数字相加次数±特殊位置数字和×多加或少加次数的形式。
第三步:格局整体与个体的关系,列出等式即n ×s=题目所给全部数字和×一般位置数字相加次数±特殊位置数字和×多加或少加次数。
第四步:根据数论植树即整除性确定特殊位置数的取值即相对应的S 值。
第四步:根据确定的特殊位置数字及S 值进行数字分组及尝试。
【典型例题】 一、幻方例1:如下图,将1—9填入3×3的方格表中,使得每行每列以及两条对角线上的三个数字之和都相等,你一共可以得到多少种填法?分析:首先,我们思考要填出一个三阶幻方,什么量的求出是最重要的?立刻我们就知道,那个所谓的“幻和”,即每行、每列、每条对角线三个数的和是最重要的量。
它是多少呢?如果我们按照行(按照列也一样)把幻方中的九个数加起来,那么它们的总和不就是3倍的“幻和”吗?而另一方面,我们也知道,由于1到9这九个数字都只各用了一次,所以3倍的的“幻和”第1题就等于1+2+3+4+5+6+7+8+9=45。
拓展、把1~5这五个数分别填在左下图中的方格中,使得横行三数之和与竖列三数之和都等于8和10。
例2、将1—7七个自然数分别填入图中的圆圈里,使每条线上三个数的和相等。
拓展、将1~7这七个自然数填入左下图的七个○内,使得每条边上的三个数之和都等于10。
例3、把1~5这五个数填入下图中的○里(已填入5),使两条直线上的三个数之和相等。
拓展、将 10~20填入下图的○内,其中15已填好,使得每条边上的三个数字之和都相等。
例4、将1—10这十个数填入下图小圆中,使每个大圆上六个数的和是30。
拓展、将1~8个数分别填入图中,使每个圆圈上五个数和分别为20,22。
例5、把1—10这十个数分别填入下图的○内,使每个四边形顶点的○内四个数的和都相等,且和最大。
拓展、将1~11这十一个数分别填入下图的○里,使每条直线上的三个数之和相等,并且尽可能大。
例6、将1—6六个数分别填入下图的○内,使每边上的三个○内数的和相等。
拓展、将1—8八个数分别填入下图的○内,使每条边上三个数的和相等。
例7、将1—8这八个数分别填入下图○内,使外圆四个数的和,内圆四个数的和以及横行、竖行上四个数的和都等于18。
拓展、将1—8八个数填入下图方格里,使上面四格、下面四格、左四格、右四格、中间四格以及对角线四格内四个数的和都是18。
例8、将1—9九个数分别填入下图○内,使外三角形边上○内数之和等于里面三角形边上○内数之和。
拓展、将1—9填入下图的○中,使横、竖行五个数相加的和都等于25。
例9、如下图,将1~9这九个数字填在方格里,使每行、每列、每条对角线上的三个数之和都相等。
拓展、将1—9九个自然数分别填入下图的九个小三角形中,使靠近大三角形每条边上五个数的和相等,并且尽可能大。
这五个数之和最大是多少?例10、将4~12这九个数字填在下图所示的3×3的方格中,使每行、每列及两条对角线上的三个数的和都相等。
拓展、下图的每个空格中,填入不大于12且互不相同的九个自然数,使每行、每列、每条对角线上的三个数之和都等于21。
数阵图与幻方知识框架一、数阵图定义及分类:定义:把一些数字按照一定的要求,排成各种各样的图形,这类问题叫数阵图.数阵:是一种由幻方演变而来的数字图.数阵图的种类繁多,这里只向大家介绍三种数阵图:即封闭型数阵图、辐射型数阵图和复合型数阵图.二、解题方法:解决数阵类问题可以采取从局部到整体再到局部的方法入手:第一步:区分数阵图中的普通点(或方格)和关键点(或方格);第二步:在数阵图的少数关键点(一般是交叉点)上设置未知数,计算这些关键点与相关点的数量关系,得到关键点上所填数的范围;第三步:运用已经得到的信息进行尝试.这个步骤并不是对所有数阵题都适用,很多数阵题更需要对数学方法的综合运用.三、幻方起源:幻方也叫纵横图,也就是把数字纵横排列成正方形,因此纵横图又叫幻方.幻方起源于我国,古人还为它编撰了一些神话.传说在大禹治水的年代,陕西的洛水经常大肆泛滥,无论怎样祭祀河神都无济于事,每年人们摆好祭品之后,河中都会爬出一只大乌龟,乌龟壳有九大块,横着数是3行,竖着数是3列,每块乌龟壳上都有几个点点,正好凑成1至9的数字,可是谁也弄不清这些小点点是什么意思.一次,大乌龟又从河里爬上来,一个看热闹的小孩惊叫起来:“瞧多有趣啊,这些点点不论横着加、竖着加还是斜着加,结果都等于十五!”于是人们赶紧把十五份祭品献给河神,说来也怪,河水果然从此不再泛滥了.这个神奇的图案叫做“幻方”,由于它有3行3列,所以叫做“三阶幻方”,这个相等的和叫做“幻和”.“洛书”就是幻和为15的三阶幻方.如下图:987654321我国北周时期的数学家甄鸾在《算数记遗》里有一段注解:“九宫者,二四为肩,六八为足,左三右七,戴九履一,五居中央.”这段文字说明了九个数字的排列情况,可见幻方在我国历史悠久.三阶幻方又叫做九宫图,九宫图的幻方民间歌谣是这样的:“四海三山八仙洞,九龙五子一枝连;二七六郎赏月半,周围十五月团圆.”幻方的种类还很多,这节课我们将学习认识了解它们.四、幻方定义:幻方是指横行、竖列、对角线上数的和都相等的数的方阵,具有这一性质的33⨯的数阵称作三阶幻方,44⨯的数阵称作四阶幻方,55⨯的称作五阶幻方……如图为三阶幻方、四阶幻方的标准式样,98765432113414151612978105113216。
数阵图(一)在神奇的数学王国中,有一类非常有趣的数学问题,它变化多端,引人入胜,奇妙无穷。
它就是数阵,一座真正的数字迷宫,它对喜欢探究数字规律的人有着极大的吸引力,以至有些人留连其中,用毕生的精力来研究它的变化,就连大数学家欧拉对它都有着浓厚的兴趣。
那么,到底什么是数阵呢?我们先观察下面两个图:左上图中有3个大圆,每个圆周上都有四个数字,有意思的是,每个圆周上的四个数字之和都等于13。
右上图就更有意思了,1~9九个数字被排成三行三列,每行的三个数字之和与每列的三个数字之和,以及每条对角线上的三个数字之和都等于15,不信你就算算。
上面两个图就是数阵图。
准确地说,数阵图是将一些数按照一定要求排列而成的某种图形,有时简称数阵。
要排出这样巧妙的数阵图,可不是一件容易的事情。
我们还是先从几个简单的例子开始。
例1把1~5这五个数分别填在左下图中的方格中,使得横行三数之和与竖列三数之和都等于9。
例2把1~5这五个数填入下页左上图中的○里(已填入5),使两条直线上的三个数之和相等。
例3把1~5这五个数填入右图中的○里,使每条直线上的三个数之和相等。
例4将1~7这七个自然数填入左下图的七个○内,使得每条边上的三个数之和都等于10。
例5将 10~20填入左下图的○内,其中15已填好,使得每条边上的三个数字之和都相等。
例1~5都具有中心数是重叠数,并且每边的数字之和都相等的性质,这样的数阵图称为辐射型。
例4的图中有三条边,每边有三个数,称为辐射型3—3图;例5有五条边每边有三个数,称为辐射型5—3图。
一般地,有m条边,每边有n个数的形如下图的图形称为辐射型m-n图。
辐射型数阵图只有一个重叠数,重叠次数是“直线条数”-1,即m-1。
对于辐射型数阵图,有已知各数之和+重叠数×重叠次数=直线上各数之和×直线条数。
由此得到:(1)若已知每条直线上各数之和,则重叠数等于(直线上各数之和×直线条数-已知各数之和)÷重叠次数。
如例1、例4。
(2)若已知重叠数,则直线上各数之和等于(已知各数之和+重叠数×重叠次数)÷直线条数。
如例2、例5。
(3)若重叠数与每条直线上的各数之和都不知道,则要从重叠数的可能取值分析讨论,如例3。
练习一1.将1~7这七个数分别填入左下图中的○里,使每条直线上的三个数之和都等于12。
如果每条直线上的三个数之和等于10,那么又该如何填?2.将1~9这九个数分别填入右上图中的○里(其中9已填好),使每条直线上的三个数之和都相等。
如果中心数是5,那么又该如何填?3.将1~9这九个数分别填入右图的小方格里,使横行和竖列上五个数之和相等。
(至少找出两种本质上不同的填法)4.将3~9这七个数分别填入左下图的○里,使每条直线上的三个数之和等于20。
5.将1~11这十一个数分别填入右上图的○里,使每条直线上的三个数之和相等,并且尽可能大。
6.将1~7这七个数分别填入下图的○里,使得每条直线上三个数之和与每个圆圈上的三个数之和都相等。
练习二1.把1~8填入下页左上图的八个○里,使每个圆圈上的五个数之和都等于20。
2.把1~6这六个数填入右上图的○里,使每个圆圈上的四个数之和都相等。
3.将1~8填入左下图的八个○中,使得每条边上的三个数之和都等于15。
4.将1~8填入右上图的八个○中,使得每条直线上的四个数之和与每个圆周上的四个数之和都相等。
5.将1~7填入右图的七个○,使得每条直线上的各数之和都相等。
6.把1,3,5,7,9,11,13分别填入左图中的七个空块中,使得每个圆内的四个数之和都等于34。
上一讲我们讲了仅有一个“重叠数”的辐射型数阵图的填数问题,这一讲我们讲有多个“重叠数”的封闭型数阵图。
例1将1~8这八个数分别填入右图的○中,使两个大圆上的五个数之和都等于21。
例2将1~6这六个自然数分别填入右图的六个○内,使得三角形每条边上的三个数之和都等于11。
例3将1~6这六个自然数分别填入上图的六个○中,使得三角形每条边上的三个数之和都相等。
例4将2~9这八个数分别填入右图的○里,使每条边上的三个数之和都等于18。
以上例题都是封闭型数阵图。
一般地,在m边形中,每条边上有n个数的形如下图的图形称为封闭型m-n图。
与“辐射型m-n图只有一个重叠数,重叠次数是m-1”不同的是,封闭型m-n图有m个重叠数,重叠次数都是1次。
对于封闭型数阵图,因为重叠数只重叠一次,所以已知各数之和+重叠数之和=每边各数之和×边数。
由这个关系式,就可以分析解决封闭型数阵图的问题。
前面我们讲了辐射型数阵图和封闭型数阵图,虽然大多数数阵问题要比它们复杂些,但只要紧紧抓住“重叠数”进行分析,就能解决很多数阵问题。
例5把1~7分别填入左下图中的七个空块里,使每个圆圈里的四个数之和都等于13。
分析与解:这道题的“重叠数”很多。
有重叠2次的(中心数,记为a);有重叠1次的(三个数,分别记为b,c,d)。
根据题意应有(1+2+…+7)+a+a+b+c+d=13×3,即 a+a+b+c+d=11。
因为1+2+3+4=10,11-10=1,所以只有a=1,b,c,d分别为2,3,4才符合题意,填法见右上图。
练习1.把1~8填入下页左上图的八个○里,使每个圆圈上的五个数之和都等于20。
2.把1~6这六个数填入右上图的○里,使每个圆圈上的四个数之和都相等。
3.将1~8填入左下图的八个○中,使得每条边上的三个数之和都等于15。
4.将1~8填入右上图的八个○中,使得每条直线上的四个数之和与每个圆周上的四个数之和都相等。
5.将1~7填入右图的七个○,使得每条直线上的各数之和都相等。
6.把1,3,5,7,9,11,13分别填入左图中的七个空块中,使得每个圆内的四个数之和都等于34。
第六讲 幻方知识导航三阶幻方的性质:1.中心位置上的数等于幻和除以3;2.角上得数等于和它不相邻的两条边上的数的平均数;3.中心数两头的数等于中心数的2倍。
例1:我们先来一起解决三道难度相差很大的题目,目的在于总结出三阶幻方的若干重要性质。
如下图,将1—9填入3×3的方格表中,使得每行每列以及两条对角线上的三个数字之和都相等,你一共可以得到多少种填法?参考答案---具体填法如下:总结:这里要强调一点:奇偶性分析并不是解决幻方题的典型方法,只在某些特殊的题目中会被用到。
在上面这个解题过程中,我们用到了一点技巧,希望同学们加以领会。
本题中,我们看到所有经过中心的直线上,两端数字的平均数就等于中间这个E 。
那么我们来问一个深入一点的问题:你认为这是在这道题中才产生的特殊性质,还是所有的三阶幻方都应该具有类似的性质?还有,就是上面我们曾经得出的那个“幻和”的3倍就等于这九个数之和的这条性质,它能不能推广到所有的三阶幻方?【巩固】.请你将3~11这9个数字填入下面的方格中,使横、竖、斜行三个数的和相等。
例2:下图是一个三阶幻方,请说明幻和等于3倍的E 且D+F=2×E 。
解析:有了第1题的基础,大家应该对本题感到不是那么陌生了,只要把第1题的一部分解题过程搬过来就行。
这道题也是让大家看一看如何把一个特殊的解题过程变成一条普遍的规律或性质。
第1题第2题解:首先把题目中的空白格子标上不同的字母,以便表述。
首先,只考虑包含E 的四条直线,得到A+E+I=“幻和”,B+E+H=“幻和”, C+E+G=“幻和”, D+E+F=“幻和”。
然后,把这四个式子的左右两边分别相加,得到(A+B+C+D+E+F+G+H+I )+3×E=4倍的“幻和”, 而另一方面,如果我们只考虑幻方的三行,则有A+B+C=D+E+F=G+H+I=“幻和”,因此A+B+C+D+E+F+G+H+I=3倍的“幻和”。
所以,3×E=“幻和”,而“幻和”=D+E+F ,于是D+F=2×E 。
总结:同样的分析办法,还可以得到A+I=B+H=C+G=D+F=2×E(请大家自己说明)。
本题回答了例1评议中提出的两个问题,从而我们得到三阶幻方的两条重要性质。
性质1:“幻和”的3倍等于这九个数之和;性质2:所有经过中心的直线上,两端数字的平均数就等于正中间的数字。
例3:上图是一个三阶幻方,请说明A+B=2×C 。
解析:这是一道难题,它之所以难,就在于条件太少,只有三阶幻方的概念可以用。
于是我们就想到利用性质1和2,看看能不能解决问题。
当然,只利用题目中的A 、B 、C 三个位置上的数字是不可能做出来的,至少还要利用一个其它位置上的数字作解:现在考虑*处的数字。
如果我们只看上面第一行和右边第一列,可以知道*+C=B+x ,也就是*=B+x-C ;而如果我们只看中间第二行和左上到右下的对角线,可以知道x+C=A+*,也就是*=x+C-A 。
所以B+x-C=x+C-A ,两边可以都去掉x ,就得到A+B=2×C 。
总结:这就是幻方的性质3,也被形象的称为“T ”字型性质。
当然,类似本题中这样A+B=2×C 的性质还有另外3种不同方向的表达形式,大家应该自己可以总结出来。
“T ”字型性质是非常重要,而且神奇的性质,它神奇就神奇在三阶幻方有无穷多个,看起来好像数字怎么填都可以。
但是这条性质却告诉我们在离得这么远的三个位置上的数字之间却有着这样简单的关系,三阶幻方中的数字不是随便怎么填都可以的,中间还潜藏着一些更深层次的特殊性质。
这正是数学的魅力所在。
例4:那么究竟我们总结出来的3条性质有什么用呢,请完成下面的三阶幻方:总结: 最后重申几点注意事项:第4题(1)I. 这些性质只适用于三阶幻方,对于四阶和四阶以上的幻方,有些性质可能就不成立了,而有些需要修改,请同学们慎重,具体问题具体处理。
II. 这几条性质适合于所有的三阶幻方,并没有局限性。
2、四阶幻方例1、4阶幻方的填法:将数字从左到右、从上到下按顺序填写:这个方阵的对角线,已经用颜色标出。
将对角线上的数字,换成与它互补(同色)的数字。
这里,n×n+1 = 4×4+1 = 17;把1换成17-1 = 16;把6换成17-6 = 11;把11换成17-11 = 6……换完后就是一个四阶幻方。
(见右上图)例2、用1至16这十六个数编制一个四阶幻方。
解析:可用“错位移动法”来填。
解:(1)(2)正确结果课后练习1. 在九宫图中,第一行第三列的位置上填5,第二行第一列位置上填6,如下图.请你在其他方格中填上适当的数,使方阵横、纵、斜三个方向的三个数之和均为27.2、在下图的九个方格中,每行、每列、每条对角线上的三个数的和都相等,则 N= .3、请你将5~13这9个数字填入下面的左边方格中,使横、竖、斜行三个数的和相等。