九宫格与数独研究
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九宫格与数独研究
(2014年版)
前言
九宫格内填数字游戏,在我国自古就已出现。
近代十八世纪瑞士人发现:由九个九宫格,九个竖向列,九个横向行,共81格中,每九个宫格中填入(1-9)9个数字;每个竖向列中填入(1-9)9个数字;每个横向行中填入(1-9)9个数字,共81个数字的图形叫数独。
名字是日语(SuDoKu)翻译成中文而得。
将9组(1-9)共81个数字,填入91格中,普遍存在。
如果将数独的81格数字,故意空出若干,让人们去填注,填注正确,用时少者为胜,就成为数独填空格游戏智力竞赛。
北京市成立了北京数独运动协会来组织这种竞赛。
本文作者,在学习、参加数独智力竞赛活动中,对九宫格与数独游戏的一些规律,有些体会,现将它们整理出来和大家一起交流。
一、九宫格
图一:九宫格图
3×3=9个方格中填入(1-9)9个数字,成为一个九宫格。
根据数字排列组合规律,九宫格中这种排列的总数为:
9!×36=13063680种
二、数独:
图二:数独图
列: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
行
9个九宫格;9个竖向列;9个横向行中各填入(1-9)9个数字,共填入9组(1-9)共81个数字后得到的图形,叫数独。
三、数独由3个竖向九宫格列阵组成:
图三:数独九宫格列阵图
四、数独由3个横向九宫格行阵组成:
图四:数独九宫格行阵图
五、数独由9个列、3个列阵组成
图五:数独的列、列阵图
列
六、数独由九个行、3个行阵组成 图六:数独的行,行阵图 行
七、数独的结构特点: 1、结构分三级
第一级 数独 第二级 阵 有:1)、数独九宫格列阵三个(图三) 2)、数独九宫格行阵三个(图四) 3)、数独列阵三个(图五) 4)、数独行阵三个(图六)
第三极1)、九宫格
2)、列
3)、行
其中,第二级“阵”是不能拆开的。
2、数独有多少种?
1、本文按数独组阵过程折算,数独共有1363680×36×1296×1296=789910774087680
种≈7.9×1014
2、欧洲有两位学者推算,数独总数为667093752021072936960≈6.67×1021
二者相差很大。
但是二者都无法证明其中的每一个数独的唯一性。
为解决每个数独的唯一性证明问题,本文建议将123456789数字换成九彩:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑、白来代替后得到的九彩数独图。
可用现代人类脸谱识别技术来证明每个数独的唯一性。
但九彩数独的彩色脸谱识别比人类脸谱识别更复杂,因为九彩数独脸谱有四个方向。
图七:九彩数独与9个数字数独对比图
九彩数独图数字数独
作者:程铨
于河北省沧州市四合小区7-1-102家中
2014年9月11日。