(完整版)小学三年级奥数--数阵图
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数阵图
1、把1到6这六个数分别填入下图的六个圈内,使得每个正方形顶点上的数的和都为13。
2、将2到7这六个数,填入上图的圈中,使得每条线上的三个数的和相等。
练习:请将1到7这7个数填入下图中,使得每条线上的三个数的和相等。
3、将1到9这九个数填入下图,使得从中心出发的每条线段上的三个数的和相等。
练习:将1到8填入下图,使两个正方形顶点上的数的和相等,并且用斜线连接的4对数的和也都相等。
4、将1到5这五个数填入上图中,使得圆周上四个数的和与每条直线上的三个数的和都相等。
练习:在图中填上7、8、10、12,使得每个圆内的四个数的和相等。
5、将1到16填入4*4(16格)的正方形中,使每行、每列、每条对角线的和都相等。
数阵图练习
1、将6到10这五个数填入下图,使得每条边上的三个数的和相等。
2、将2到11填入下图,使得每条线段上的三个数之和相等。
3、将2到10填入下图,使得每条线上的四个数的和相等。
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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.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.模块一、封闭型数阵图【例 1】 把1~8的数填到下图中,使每个四边形中顶点的数字和相等。
【例 2】 将1~8这八个自然数分别填入下图中的八个○内,使四边形每条边上的三个数之和都等于14,且数字1出现在四边形的一个顶点上.应如何填?例题精讲知识点拨教学目标5-1-3-1.数阵图(1)【例 3】 在如图6所示的○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 。
CBA【例 4】 将1至6这六个数字填入图中的六个圆圈中(每个数字只能使用一次),使每条边上的数字和相等.那么,每条边上的数字和是 .789fedcba 789【例 5】 将1到8这8个自然数分别填入如图数阵中的8个圆圈,使得数阵中各条直线上的三个数之和都相等,那么A 和B 两个圆圈中所填的数之差(大数减小数)是______.BA【例 6】 如图所示,圆圈中分别填人0到9这10个数,且每个正方形顶点上的四个数之和都是18,则中间两个数A 与B 的和是________。
BA【例 7】 把2~11这10个数填到右图的10个方格中,每格内填一个数,要求图中3个22 的正方形中的4个数之和相等.那么,这个和数的最小值是多少?111098765432【例 8】 下图中有五个正方形和12个圆圈,将1~12填入圆圈中,使得每个正方形四角上圆圈中的数字之和都相等.那么这个和是多少?861102912311457【例 9】 如图,大、中、小三个正方形组成了8个三角形,现在把2、4、6、8四个数分别填在大正方形的四个顶点;再把2、4、6、8分别填在中正方形的四个顶点上;最后把2、4、6、8分别填在小正方形的四个顶点上.⑴能不能使8个三角形顶点上数字之和都相等?⑵能不能使8个三角形顶点上数字之和各不相同?如果能,请画图填上满足要求的数;如果不能,请说明理由.246824688642【例 10】 将1~16分别填入下图(1)中圆圈内,要求每个扇形上四个数之和及中间正方形的四个数之和都为34,图中已填好八个数,请将其余的数填完.【例11】一个3 3的方格表中,除中间一格无棋子外,其余梅格都有4枚一样的棋子,这样每边三个格子中都有12枚棋子,去掉4枚棋子,请你适当调整一下,使每边三格中任有12枚棋子,并且4个角上的棋子数仍然相等(画图表示)。
三年级数奥第十五讲数阵图(二)姓名:得星:上学期我们讲了仅有一个“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:把1——8这八个数分别填在下图中的圈中,使两个大圆上的五个数之和等于21。
例2:将1——6这六个自然数分别填入下图中的○中,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下图中的○中,使得三角形每条边上的三个数之和都相等。
例4:将2——9这八个自然数分别填入下图的○中,使得每条边上的三个数之和都等于18。
例5:将1——7分别填入下图的七个空块里,使得每个圆圈里的四个数之和都等于13。
闯关练习第一关:3 ★级1.把1——8这八个数分别填在左下图中的圈中,使每个圆圈上的五个数之和等于20。
2.把1——6这六个数分别填在右上图中的圈中,使每个圆圈上的四个数之和等于14。
3.把1——8填入左下图的八个圈中,使每条边上的三个数之和都等于15。
第二关:4 ★级4.把1——8这八个数分别填在左下图中的圈中,使得每条直线上的四个数之和与每个圆周9,11,13分别填在左下图的七个空缺中,使得每个圆内的四个数之和都等于第三关:挑战竞赛 5 ★级1.把“6”旋转180°是“9”,把“9”旋转180°是“6”,那么把“69”旋转180°是数字()。
(2008全国小学生“希望杯”数学邀请赛四年级第2试试题)2.六个面上分别标有A、B、C、D、E、F六个字母的3个同样的立方体如图6放置,则字母A相对的是字母(),与字母E相对的字母()。
(2007全国小学生“希望杯”数学邀请赛四年级第1试试题)图6。
23、数阵图【方阵】例1 将自然数1至9,分别填在图5.17的方格中,使得每行、每列以及两条对角线上的三个数之和都相等。
(长沙地区小学数学竞赛试题)讲析:中间一格所填的数,在计算时共算了4次,所以可先填中间一格的数。
(l+2+3+……+9)÷3=15,则符合要求的每三数之和为15。
显然,中间一数填“5”。
再将其它数字顺次填入,然后作对角线交换,再通过旋转(如图5.18),便得解答如下。
例2 从1至13这十三个数中挑出十二个数,填到图5.19的小方格中,使每一横行四个数之和相等,使每一竖列三个数之和又相等。
(“新苗杯”小学数学竞赛试题)讲析:据题意,所选的十二个数之和必须既能被 3整除,又能被 4整除,(三行四列)。
所以,能被12整除。
十三个数之和为91,91除以12,商7余7,因此,应去掉7。
每列为(91—7)÷4=21而1至13中,除7之外,共有六个奇数,它们的分布如图5.20所示。
三个奇数和为21的有两种:21=1+9+11=3+5+13。
经检验,三个奇数为3、5、13的不合要求,故不难得出答案,如图5.21所示。
例3 十个连续自然数中,9是第三大的数,把这十个数填到图5.22的十个方格中,每格填一个,要求图中三个2×2的正方形中四数之和相等。
那么,这个和数的最小值是______。
(1992年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:不难得出十个数为:2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。
它们的和是65。
在三个2×2的正方形中,中间两个小正方形分别重复了两次。
设中间两个小正方形分别填上a和b,则(65+a+b)之和必须是 3的倍数。
所以,(a+b)之和至少是7。
故,和数的最小值是24。
【其他数阵】例1 如图5.23,横、竖各12个方格,每个方格都有一个数。
已知横行上任意三个相邻数之和为20,竖列上任意三个相邻数之和为21。
图中已填入3、5、8和“×”四个数,那么“×”代表的数是______。
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”,知识框架数阵图与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。
课题之马矢奏春创作数阵图教学目标1:理解两种类型数阵图概念;2:能依照题中具体要求填数阵图重点填图三步调:1、算出1个(或几个)重叠数的值(或和)2、通过重叠数的值(或和)找出重叠数3、把数阵图填写完整难点通过找到重叠数填数阵图专题1:数阵图在神奇的数学王国中,有一类非常有趣的数学问题,它变更多端,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,用一生的精力来研究它的变更,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:上面两个图就是数阵图。
准确地说,数阵图是将一些数依照一定要求排列而成的某种图形,有时简称数阵。
一、辐射型数阵图先从几个简单的例子开始。
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。
1.2 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。
练一练: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。
还有其他填法吗?例2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。
如果把例2中“每条边上的三个数之和都等于10”改为“每条边上的三个数之和都相等”,其他不变,那么仿照例1,重叠数可能等于几?怎样填?练一练:将 10~20填入左下图的○内,使得每条边上的三个数字之和都相等。
二、封闭性数阵例3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。
练一练: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。
例4 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。
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。
附加: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。
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.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.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_____________.313233212223131211【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,中年级,决赛,3题 【分析】 这9个数的和:111213212223313233++++++++10203031233198=++⨯+++⨯=()()由小刚和小明选的数中只有一个是相同的,可知他们正好把这9个数全部都取到了,且有一个数取了两遍.所以他们取的数的总和比这9个数的和多出来的部分就例题精讲知识点拨教学目标5-1-3-2.数阵图是所求的数.那么,这个数是12011119833+-=.【答案】33【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 。
【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,复赛,第5题,5分 【解析】 2 【答案】2【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.(1)17894【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 为叙述方便,先在每个圆圈内标上字母,如图(2),(2)a cb49817则有a+4+9=a+b+c (1)b+8+9=a+b+c (2)c+17+9=a+b+c (3) (1)+(2)+(3):(a+b+c )+56=3(a+b+c ),a+b+c=28,则 a=28-(4+9)=15,b=28-(8+9)=11,c=28-(17+9)=2解:见图.1789411215【答案】1789411215【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?【考点】复合型数阵图【难度】3星【题型】填空【解析】为了叙述方便,将各圆圈内先填上字母,如图(2)所示.设A+B+C=A+F+G=A+D+E=B+D+F=C+E+G=k(A+B+C)+(A+F+G)+(A+D+E)+(B+D+F)+(C+E+G)=5k,3A+2B+2C+2D+2E+2F+2G=5k,2(A+B+C+D+E+F+G)+A=5k,2(1+2+3+4+5+6+7)+A=5k,56+A=5k.,因为56+A为5的倍数,得A=4,进而推出k=12,因为在1、2、3、5、6、7中,1+5+6=7+3+2=12,不妨设B=1,F=5,D=6,则C=12-(4+1)=7,G=12-(4+5)=3,E=12-(4+6)=2.,解:得到一个基本解为:(见图)7654321【答案】7654321【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。
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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?
9
(第1题)(第2题)
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中的小方格里,
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(第3题)
每条直线上的三个数之和等于20。
(第4题)(第5题)
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这七个数分别填入右图的○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。
小学奥数之数阵图解题方法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.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.模块一、封闭型数阵图【例 1】 把1~8的数填到下图中,使每个四边形中顶点的数字和相等。
【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】学而思杯,3年级,第6题 【解析】5-1-3-1.数阵图教学目标知识点拨例题精讲【答案】【例 2】 将1~8这八个自然数分别填入下图中的八个○内,使四边形每条边上的三个数之和都等于14,且数字1出现在四边形的一个顶点上.应如何填?【考点】封闭型数阵图 【难度】2星 【题型】填空 【解析】 为了叙述方便,先在各圆圈内填上字母,如下图(2).由条件得出以下四个算式:a+b+c=14(1) c+d+e=14 (2) e+f+g=14 (3)a+h+g=14 (4)由(1)+(3),得:a+b+c+e+f+g=28,(a+b+c+d+e+f+g+h )-(d+h )=28,d+h=(1+2+3+4+5+6+7+8)-28=8,由(2)+(4),同样可得b+f=8, 又1,2,3,4,5,6,7,8中有1+7=2+6=3+5=8.又1要出现在顶点上,d+h 与b+f 只能有2+6和3+5两种填法. 又由对称性,不妨设b=2,f=6,d=3,h=5. a ,c ,e ,g 可取到1,4,7,8若a=1,则c=14-(1+2)=11,不在1,4,7,8中,不行.若c=1,则a=14-(1+2)=11,不行. 若e=1,则c=14-(1+3)=10,不行. 若g=1,则a=8,c=4,e=7. 说明:例题为封闭型数阵,由它的分析思考过程可以看出,确定各边顶点所应填的数为封闭型数8765432187654321()(2)h gf ed c ba阵的解题突破口.【答案】【例 3】 在如图6所示的○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 。
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.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.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_____________.313233212223131211【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,中年级,决赛,3题 【分析】 这9个数的和:111213212223313233++++++++10203031233198=++⨯+++⨯=()()由小刚和小明选的数中只有一个是相同的,可知他们正好把这9个数全部都取到了,且有一个数取了两遍.所以他们取的数的总和比这9个数的和多出来的部分就例题精讲知识点拨教学目标5-1-3-2.数阵图是所求的数.那么,这个数是12011119833+-=.【答案】33【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 。
【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,复赛,第5题,5分 【解析】 2 【答案】2【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.(1)17894【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 为叙述方便,先在每个圆圈内标上字母,如图(2),(2)a cb49817则有a+4+9=a+b+c (1)b+8+9=a+b+c (2)c+17+9=a+b+c (3) (1)+(2)+(3):(a+b+c )+56=3(a+b+c ),a+b+c=28,则 a=28-(4+9)=15,b=28-(8+9)=11,c=28-(17+9)=2解:见图.1789411215【答案】1789411215【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?【考点】复合型数阵图【难度】3星【题型】填空【解析】为了叙述方便,将各圆圈内先填上字母,如图(2)所示.设A+B+C=A+F+G=A+D+E=B+D+F=C+E+G=k(A+B+C)+(A+F+G)+(A+D+E)+(B+D+F)+(C+E+G)=5k,3A+2B+2C+2D+2E+2F+2G=5k,2(A+B+C+D+E+F+G)+A=5k,2(1+2+3+4+5+6+7)+A=5k,56+A=5k.,因为56+A为5的倍数,得A=4,进而推出k=12,因为在1、2、3、5、6、7中,1+5+6=7+3+2=12,不妨设B=1,F=5,D=6,则C=12-(4+1)=7,G=12-(4+5)=3,E=12-(4+6)=2.,解:得到一个基本解为:(见图)7654321【答案】7654321【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。
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。
同学们可能会觉得这道题太容易了,七拼八凑就写出了右上图的答案,可是却搞不清其中的道理。
下面我们就一起来分析其中的道理,只有弄懂其中的道理,才可能解出复杂巧妙的数阵问题。
分析与解:中间方格中的数很特殊,横行的三个数有它,竖列的三个数也有它,我们把它叫做“重叠数”。
也就是说,横行的三个数之和加上竖列的三个数之和,只有重叠数被加了两次,即重叠了一次,其余各数均被加了一次。
因为横行的三个数之和与竖列的三个数之和都等于9,所以
(1+2+3+4+5)+重叠数=9+9,
重叠数=(9+9)-(1+2+3+4+5)=3。
重叠数求出来了,其余各数就好填了(见右上图)。
试一试:练习与思考第1题。
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。
分析与解:与例1不同之处是已知“重叠数”为5,而不知道两条直线上的三个数之和都等于什么数。
所以,必须先求出这个“和”。
根据例1的分析知,两条直线上的三个数相加,只有重叠数被加了两遍,其余各数均被加了一遍,所以两条直线上的三个数之和都等于
[(1+2+3+4+5)+5]÷2=10。
因此,两条直线上另两个数(非“重叠数”)的和等于10-5=5。
在剩下的四个数1,2, 3, 4中,只有1+4=2+ 3=5。
故有右上图的填法。
试一试:练习与思考第2题。
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。
分析与解:例1是知道每条直线上的三数之和,不知道重叠数;例2是知道重叠数,不知道两条直线上的三个数之和;本例是这两样什么都不知道。
但由例1、例2的分析知道,
(1+2+3+4+5)+重叠数
=每条直线上三数之和×2,
所以,每条直线上三数之和等于(15+重叠数)÷2。
因为每条直线上的三数之和是整数,所以重叠数只可能是1,3或5。
若“重叠数”=1,则两条直线上三数之和为(15+1)÷2=8。
填法见左下图;
若“重叠数”=3,则两条直线上三数之和为(15+3)÷2=9。
填法见下中图;
若“重叠数”=5,则两条直线上三数之和为(15+5)÷2=10。
填法见右下图。
试一试:练习与思考第3题。
练习与思考
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)
数阵图(二)
由以上几例看出,求出重叠数是解决数阵问题的关键。
为了进一步学会掌握这种解题方法,我们再看两例。
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。
分析与解:与例1类似,知道每条边上的三数之和,但不知道重叠数。
因为有3条边,所以中间的重叠数重叠了两次。
于是得到
(1+2+…+7)+重叠数×2=10×3。
由此得出重叠数为
[10×3-(1+2+…+7)]÷2=1。
剩下的六个数中,两两之和等于9的有2,7;3,6;4,5。
可得右上图的填法。
如果把例4中“每条边上的三个数之和都等于10”改为“每条边上的三个数之和都相等”,其他不变,那么仿照例3,重叠数可能等于几?怎样填?
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。
解:与例2类似,中间○内的15是重叠数,并且重叠了四次,所以每条边上的三个数字之和等于
[(10+11+…+20)+15×4]÷5=45。
剩下的十个数中,两两之和等于(45-15=)30的有10,20;11,19;12,18;13,17;14,16。
于是得到右上图的填法。
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。
练习与思考
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。
答案与提示
5.提示:中心数是重叠数,并且重叠4次。
所以每条直线上的三数之和等于
[(1+2+…+11)+重叠数×4]÷5
=(66+重叠数×4)÷5。
为使上式能整除,重叠数只能是1,6或11。
显然,重叠数越大,每条直线上的三数之和越大。
所以重叠数是11,每条直线上的三数之和是22。
填法见右图。
6.解:所有的数都是重叠数,中心数重叠两次,其它数重叠一次。
所以三条边及两个圆周上的所有数之和为
(1+2+…+7)×2+中心数=56+中心数。
因为每条边及每个圆周上的三数之和都相等,所以这个和应该是5的倍数,再由中心数在1至7之间,所以中心数是4。
每条边及每个圆周上的三数之和等于(56+4)÷5=12。
中心数确定后,其余的数一下还不好直接确定。
我们可以试着先从辐射型3-3图开始。
中心数是4,每边其余两数之和是12-4=8,两数之和是8的有1,7;2,6;3,5。
于是得到左下图的填法。
对于左上图,适当调整每条边上除中心数外的两个数的位置,便得到本题的解(见右上图)。