三阶幻方的公式
- 格式:doc
- 大小:13.38 KB
- 文档页数:3
三阶幻方
幻方:一般地说,在n×n的方格里,既不重复也不遗漏地填上n²个连续的自然数,每个数占一格,并使每行、每列及两条对角线上n个自然数的和都相等,这样排成的数表称为n阶幻方。
这个相等的和叫幻和。
在(三行三列)的正方形方格中,既不重复又不遗漏地填上1—9这9个连续的自然数,使每行、每列、每条对角线上的三个自然数的和均相等,这样的图形叫做三阶幻方。
如果在(四行四列)的正方形方格中进行填数,就要不重复,不遗漏地在
方格内填上16个连续自然数,且使每行、每列、每条对角线的四个自然数之和均相等,这样的图形叫四阶幻方。
(一)思路指导
1、幻和=中间数×3
2、与中间数对应的上下、左右、或对角线的两个数字的和=中间数×2
3、角上的数字=对角相邻的两数字和÷2
4、幻和= 九个数之和÷3
(二)例题
(三)习题
1. 用1~9这九个数补全图1中的幻方,并求幻和。
2. 用3~11这九个数补全图2中的幻方,并求幻和。
3. 在图3的空格中填入不大于15且互不相同的自然数使每一横行、竖行和对角线上的三个数之和都等于30。
4、请完成下面的三阶幻方:
5、把4~12九个数填入方格中,使每行、每列、每一条对角线的三个数的和都相等。
6、使下图每行、每列、每一条对角线的三个数的和都相等,且等于45。
7、用1~9这9个数字补全图中的幻方,并求出幻和。
三阶、四阶、六阶幻⽅解题⼝诀⼤家听过⼤禹治⽔的故事吗?相传在那个年代,陕西的洛⽔常常泛滥成灾,每当河⽔泛滥之时,会有⼀直乌龟浮出⽔⾯,当时⼈们也不知道为什么,只是觉得很好奇,于是⼈们开始研究这个规律。
经过⼀段时间的观察,发现后来发现乌龟背上的龟壳分为9块,横着有三⾏,竖着有三⾏,⽽且每⼀块⾥边都有⼀些⼩点,每块龟壳⾥⾯的点数刚好凑成1-9这9个数字,可是,谁也弄不清楚这些点数到底有什么含义。
直到有⼀年,河⽔还是泛滥成灾,乌龟⼜浮上了⽔⾯,这时有个⼩孩在岸边⼤喊⼤叫起来:“⼤家快来看啊,这些⼩点⾮常有趣,横着看加起来是15,竖着看,加起来也是15,斜着看加起来还是15!”这个数字之谜竟然被⼀个⼩孩⼦给想明⽩了。
后来⼤⼈们觉得⼤概河神想要每样祭品的数量是15份吧,于是赶紧抬来15头猪、15头⽜和15只⽺献给河神,果然,从此以后河⽔再也不泛滥了…当然了,这只是⼀个传说,这个乌龟上的图案就是我们要学习的内容“幻⽅”,也叫“洛书”、“纵横图”、“魔阵”等等。
接下来我们就来揭开“幻⽅”的神秘⾯纱,⼀起来学习⼀下吧!幻⽅是把1⾄n^2的⾃然数排列成正⽅形,使它的纵横均有n个数,⽽把每⾏、每列、两条对⾓线的数加起来,它们的和都是相等的,这个和叫做幻和。
幻⽅的特征是横、竖、斜相加的得数都相等,幻⽅的幻和会等于n(n^2+1)÷2。
幻⽅按照纵横各有数字的个数可分为三阶幻⽅、四阶幻⽅、五阶幻⽅、六阶幻⽅…按照纵横数字数量为奇数、偶数可分为奇阶幻⽅、偶阶幻⽅。
三阶幻⽅我们⾸先简单介绍⼀下三阶幻⽅:把1-9填⼊⽅格,使幻⽅成⽴。
它也是⼀个奇阶幻⽅,幻和是3×(3^2+1)÷2=15。
那么这⾥⾯的数字我们是怎么得来的呢?第⼀种⽅法⼝诀是:九⼦斜排,上下对易,左右更替,四维挺出。
实际就分为四个步骤:第⼀个步骤是九⼦斜排,意思呢就是按照图中的形状斜着排列1-9的9个数字;第⼆个步骤是上下对易,也就是最顶端的数字和最底端的数字1和9对换;第三个步骤是左右更替,即将最左端和最右端的两个数字7和3对换;第四个步骤是四维挺出,如图所⽰把这四个数字向四个⽅向分别挺出。
三阶幻方最简单的口诀1. 幻方的魅力你有没有听说过三阶幻方?这东西可有意思了,简单来说,就是一个3×3的方阵,里面填上1到9的数字,要求每一行、每一列和两个对角线的数字加起来都得是同一个数。
听起来是不是有点复杂?别着急,咱们慢慢聊。
首先,咱们得知道,这个“同一个数”其实是15。
因为1+2+3+4+5+6+7+8+9加起来是45,而这个45再分成三组,每组15。
想想看,真的挺神奇的吧!这就像是数学里的魔法,既简单又有趣。
说到这,谁还没被这样的魔法吸引呢?2. 如何排列2.1 排列步骤要想轻松搞定三阶幻方,我们得有个简单的口诀。
听好了,首先,把数字1放在中间上方的格子里。
然后,接下来放的数字要遵循一个“左上右下”的原则。
具体点说,就是当你放了一个数字之后,接下来的数字应该在它的右上方,如果那个位置已经有数字了,那就往下移动一格,继续放。
2.2 举个例子比如说,第一步你放上1,然后接下来的数字2,你就要放在1的右上方,结果发现位置空着,就放上去。
接着放3,你会发现3的右上方位置又空着,继续放。
如果不小心越过了边界,别担心,直接从对面的边界进来就行。
记住,永远都不能让数字重叠。
这样排下去,慢慢的,你会发现所有的数字都能填满,最后的结果可真是让人眼前一亮。
虽然看起来好像有点绕,但其实只要试几次,你就能熟能生巧,像老手一样轻松掌握。
3. 幻方的乐趣3.1 朋友聚会的小把戏你可以想象一下,在朋友聚会的时候,突然用这个三阶幻方给大家来一段小表演,肯定能吸引眼球。
大家围过来,啊呀,怎么做到的呀!你就可以得意洋洋地跟他们说:“这可是我最近学会的绝活!”多么拉风啊,简直就像是从魔术师的手中变出来的一样。
3.2 学习中的好帮手而且,这三阶幻方还不仅仅是个游戏。
它还可以锻炼我们的逻辑思维,特别适合那些喜欢挑战自己的朋友们。
就像古人说的“开卷有益”,我们在玩乐中学习,顺便培养我们的耐心和专注力,真是一举两得。
在这个快节奏的生活中,抽出一点时间,和家人朋友一起围坐,动动脑筋,不仅能拉近彼此的距离,也能享受那种解谜后的成就感。
三阶幻方的讲解在3×3(三行三列)的正方形方格中,既不重复又不遗漏地填上1~9这9个连续的自然数,使每行、每列、每条对角线上的三个自然数的和均相等,通常这样的图形叫做三阶幻方。
如果是在4×4(四行四列)的方格中进行填数,就要不重不漏地在4×4方格中填上16个连续的自然数,并且使方格的每行、每列及每条对角线上的四个自然数之和均相等,这样填出的图形就叫做四阶幻方。
幻方实际上就是一种填数游戏,它不仅限于三阶、四阶,还有五阶,六阶,……,直到任意阶。
一般地,在n×n(n行n列)的方格里,既不重复也不遗漏地填上n×n个连续的自然数(注意,这n×n个连续自然数不一定非要从1开始),每个数占1格,并使排在每一行、每一列以及每条对角线上的n个自然数的和都相等,我们把这个相等的和叫做幻和,n叫做阶,这样排成的数的图形叫做n阶幻方。
这里我们主要学习三阶幻方。
例1用1~9这九个数编排一个三阶幻方。
分析与解先求幻和再添数!雪帆提示:先求总和,看看有几个幻和,常把中间数填入中间先用a,b,c,…,i分别填入图1的九个空格内,以代表应填的数,如图2。
(1)审题首先我们应知道幻和是多少才好进行填数。
同时我们可以看到图2中e是一个很关键的数,因为它分别要与第二行、第二列以及两条对角线上的另外两个数进行求和运算,结果都等于幻和;其次是三阶幻方中四个角上的数:a,c,g,i,它们各自都要参加一行、一列及一条对角线的求和运算。
如果e以及四个角上的数被确定之后,其他的数字便可以根据幻和是多少填写出来了。
(2)求幻和幻和=(1+2+3+4+5+6+7+8+9)÷3=45÷3=15(3)选择解题突破口突破口显然是e,在图2中,因为a+e+i=b+e+h=c+e+g=d+e+f=15,所以(a+e+i)+(b+e+h)+(c+e+g)+(d+e+f)=15+15+15+15=60,也就是:(a+b+c+d+e+f+g+h+i)+3×e=60。
3阶幻方拆填法
三阶幻方是最简单的幻方,又叫九宫格,把1-9这九个数字填入九宫格,使每行、每列、对角线的和都相等,和称为幻和。
九数之和=921+++ =45 幻和=15345=÷
每行、每列、2条对角线的和=415⨯,其中中间数多计算了3次,所以有 中间数=()345415÷-⨯=5
1091=+,1082=+,1073=+,1064=+。
这四组数应分别填在横、竖和对角线的位置上。
先填四个角 ①若填两对奇数
第一行:奇数+偶数+奇数=偶数,与每行的和是奇数矛盾。
②若填一对奇数,一对偶数
如果另一对奇数填在第二列
第一行:奇数+奇数+偶数=偶数,与每行的和是奇数矛盾。
因此,四个角必须填两对偶数。
对角线上的数填好后,十字架上的两对奇数就很容易了,一共有8种填法。
(一) (二) (三) (四)
(五) (六) (七) (八) 杨辉法
九子斜排,上下对易 左右相更,四维突出 罗伯法
1 居上行正中央 依次斜填切莫忘 上出框界往下写 右出框时左边放 重复便在下格填 出角重复一个样
5阶幻方杨辉法
各子斜排
以2
12 n 为中心作一个n 阶幻方
将n 阶幻方外的数向内平移n 格
5阶幻方罗伯法
1 居上行正中央 依次斜填切莫忘 上出框界往下写 右出框时左边放 重复便在下格填 出角重复一个样。
32、三阶幻方
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都相等。
三阶幻方是一种特殊的数阵图。
例1、将1~9这九个数填入下图,使他成为一个三阶幻方。
(即横行、竖行、对角线的和都相等)
随堂练习:(1)用0到8这9个数构造一个三阶幻方。
例2、用0、2、4、6、8、10、12、14、16这9个数构造一个三阶幻方,并指出每一行,每一列,每一条对角线上的和是多少?中央的那个数是多少?。
练习:(1)用3、6、9、12、15、18、21、24、27这9个数构造一个三阶幻方。
(2)将1、3、5、7、9、11、13、15、17填入3×3的方格中,使它成为一个三阶幻方,并指出每一行,每一列,每
一条对角线上的和是多少?中央的那个数是多少?。
(3)如果2、6、10、11、15、19、20、24、28可以组成一个三阶幻方,那么每一行,每一列,每一条对角线上的和是多少?中央的那个数是多少?。
三阶幻方三阶幻方就是将九个自然数填在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。
三阶幻方是一种特殊的数阵图。
例1 将1-9这九个数填入方格,使它成为一个三阶幻方。
分析:1+2+3+4+...+9=45 所以,每行、每列、每条对角线的三个数的和是45÷3=159+5+1,9+4+2 8+6+1,8+5+2,8+4+37+6+2,7+5+36+5+4这8个式子中5出现四次,所以5一定在中心。
8、6、4、2这四个数出现三次,所以在四个角上。
随堂练习1、用0-8这9个数构造一个三阶幻方。
2、将2,4,6,...,18填入3×3方格中,使它成为一个三阶幻方。
公式:三阶幻方中央的数=行(列)和÷3和=中央数×33、如果2、6、10、11、15、19、20、24、28可以组成一个三阶幻方,那么每一行、每一列、每条对角线的和是多少?中央数是多少?4、如图,这是一个三阶幻方,请填出其它数。
(4) (5)5、已知图中,每一行、每一列、每条对角线上3个数的乘积都相等,请填出其它的数。
6、把下图三阶幻方补充完整。
练习题1、用3、6、9、12、15、18、21、24、27这9个数作一个三阶幻方。
2、用0、2、4、6、8、10、12、14、16这9个数作一个三阶幻方。
(第1题) (第2题)3、在空格中填数,使每一行、每一列、每条对角线的和是30。
(第3题) (第4题) (第5题)4、在空格中填数,使每一行、每一列、每条对角线的和是30。
5、用9个连续自然数组成三阶幻方,使每一行、每一列、每条对角线的和是60。
6、下图是一个三阶幻方,求?是多少。
(第6题) (第7题)7、从1-13这13个数中选12个数填到下图,使每一横行的4个数的和相等,每一竖列的3个数的和也相等。
这时所选的12个数是哪12个数?每一行的和是多少?每一列的和是多少?8、填完第7题的图。
三阶幻方的公式
三阶幻方(MagicSquare)是一种拼图游戏,它将具有特定数字的九宫格以一定顺序排列成正方形,以达到将每行、每列、每条斜线上的数字之和都相等的目的。
三阶幻方的公式比较简单,具体的处理方法由三阶幻方的研究学者决定,其中,最后成功求出三阶幻方的研究者受到不少赞誉和称赞。
三阶幻方的公式有哪些?
首先,根据具体的题目,通常有两种不同的三阶幻方公式可供选择:
第一种是根据每行排列的数字来求出三阶幻方的公式,例如:例1:一个三阶幻方的第一行数据如下:4 8 2
求得以上三个数字的三阶幻方公式为:
A=4, B=8, C=2
A+B+C=14,
A+B=2C
A=14-2B
第二种是根据每列排列的数字来求出三阶幻方的公式,例如:例2:一个三阶幻方的第一列数据如下:4 6 8
求得以上三个数字的三阶幻方公式为:
A=4, B=6, C=8
A+B+C=18,
A+C=2B
C=18-2A
为了简化公式,三阶幻方的研究学者采用了一种叫做
“Chi-Square”的方法。
它可以用来求出每一行、每一列、每一个斜角对角线上任意两个数字之和。
例如:
A+B=16
用“Chi-Square”方法求答案:
假设A、B、C都是正整数,
那么A+B+C=16
=> A+B+C=(A+B) + C
=> 16=(A+B) + C
=> 16-C=(A+B)
=> 16-C=A+B
=> A+C=16-B
综上所述,三阶幻方的公式可以用两种方式来求解:根据每行排列的数字计算公式,或者采用Chi-Square方法简化公式计算。
大多数三阶幻方的求解方法都是基于类似的证明性方法,如求导数、微分等,但是有一种叫做“查马斯通”(Carmichael)的方法可以用来解决三阶幻方的求解问题。
查马斯通方法是由英国数学家马斯科夫(John C. Mascot)在20世纪30年代开发的。
它的原理是根据三阶幻方的每行每列每条斜线之和,来推导出三阶幻方的每个格子里的值,也就是说可以用查马
斯通方法来解三阶幻方,但是它比起其他方法更加复杂,需要耗费更多的时间和精力来解决。
其实,查马斯通方法主要是基于解三阶幻方中的四项等式,具体来说是:
1)角线之和:一个方阵对角线从上到下的任意两个数之和应该是一样的。
2)之和:一个方阵从左到右的任意两个数之和应该是一样的。
3)之和:一个方阵从上到下的任意两个数之和应该是一样的。
4)方之和:一个三阶幻方的任意两个数之和应该是一样的。
凭借这四项等式,就可以根据三阶幻方的每行每列每条斜线之和,来推导出三阶幻方的每个格子里的值,它就是查马斯通方法。
以上就是完整的关于三阶幻方的公式的相关内容,三阶幻方的求解方法能够帮助我们更好地理解并解决三阶幻方的难题,有了正确的算法,不仅能提高解三阶幻方的效率,而且能更加准确地求出正确的答案。
希望以上三阶幻方的公式能够为读者提供帮助,让他们更加清楚地知道如何求解三阶幻方问题。