在《 奇數(shù)階幻方的填寫方法》里我們已說過: 目前填寫幻方的方法,是把幻方分成了三類,即奇數(shù)階幻方、雙偶階幻方、單偶階幻方。今天我們探討雙偶階幻方的填寫方法 。
所謂雙偶階幻方就是當(dāng)n可以被4整除時(shí)的偶階幻方我們稱為雙偶階幻方即:四階幻方,八階幻方,……4K階幻方。在說解法之前我們先說明一個(gè)“互補(bǔ)數(shù)”定義:就是 在 n 階幻方中,如果兩個(gè)數(shù)的和等于幻方中最大的數(shù)與 1 的和(即 n×n+1),我們稱它們?yōu)橐粚?duì) 互補(bǔ)數(shù) 。如在三階幻方中,每一對(duì)和為 10 的數(shù),是一對(duì) 互補(bǔ)數(shù) ;在四階幻方中,每一對(duì)和為 17 的數(shù),是一對(duì) 互補(bǔ)數(shù) 。下面我們就來說說兩種比較容易的解法。
一、 雙偶數(shù)階幻方 的對(duì)稱交換解法:
先看看4階幻方的填法:將數(shù)字從左到右、從上到下按順序填寫:
1 | 2 | 3 | 4 |
5 | 6 | 7 | 8 |
9 | 10 | 11 | 12 |
13 | 14 | 15 | 16 |
內(nèi)外四個(gè)角對(duì)角上互補(bǔ)的數(shù)相易,(方陣分為兩個(gè)正方形,外大內(nèi)小,然后把大正方形的四個(gè)對(duì)角上的數(shù)字對(duì)換,小正方形四個(gè)對(duì)角上的數(shù)字對(duì)換)即(1,16)(4,13)互換(6,11)(7,10)互換即可。
16 | 2 | 3 | 13 |
5 | 11 | 10 | 8 |
9 | 7 | 6 | 12 |
4 | 14 | 15 | 1 |
對(duì)于n=4k階幻方,我們先把數(shù)字按順序填寫。寫好后,按4×4把它劃分成k×k個(gè)方陣。因?yàn)閚是4的倍數(shù),一定能用4×4的小方陣分割。然后把每個(gè)小方陣的對(duì)角線,象制作4階幻方的方法一樣,對(duì)角線上的數(shù)字換成互補(bǔ)的數(shù)字,就構(gòu)成幻方。
下面以8階幻方為例:
(1) 先把數(shù)字按順序填。然后,按4×4把它分割成4塊(如圖)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 |
49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 |
57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |
(2) 每個(gè)小方陣對(duì)角線上的數(shù)字(如左上角小方陣部分),換成和它互補(bǔ)的數(shù)。
64 | 2 | 3 | 61 | 60 | 6 | 7 | 57 |
9 | 55 | 54 | 12 | 13 | 51 | 50 | 16 |
17 | 47 | 46 | 20 | 21 | 43 | 42 | 24 |
40 | 26 | 27 | 37 | 36 | 30 | 31 | 33 |
32 | 34 | 35 | 29 | 28 | 38 | 39 | 25 |
41 | 23 | 22 | 44 | 45 | 19 | 18 | 48 |
49 | 15 | 14 | 52 | 53 | 11 | 10 | 56 |
8 | 58 | 59 | 5 | 4 | 62 | 63 | 1 |
二、 雙偶數(shù)階幻方 的半旋轉(zhuǎn)解法:
還是 以4階幻方為例:
先在第一行寫1、2、3、4;再在下一行同列依次寫5……16如下:
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16
將四個(gè)角的數(shù)字1、4、13、16和中間四個(gè)數(shù)6、7、10、11固定不動(dòng),將余下的一半數(shù)字旋轉(zhuǎn)180°
1 |
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| 4 |
| 6 | 7 |
|
| 10 | 11 |
|
13 |
|
| 16 |
| 15 | 14 |
|
12 |
|
| 9 |
8 |
|
| 5 |
| 3 | 2 |
|
1 | 15 | 14 | 4 |
12 | 6 | 7 | 9 |
8 | 10 | 11 | 5 |
13 | 3 | 2 | 16 |
可先寫一個(gè)1--64方陣
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 |
49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 |
57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |
1 | 2 |
|
|
|
| 7 | 8 |
9 | 10 |
|
|
|
| 15 | 16 |
|
| 19 | 20 | 21 | 22 |
|
|
|
| 27 | 28 | 29 | 30 |
|
|
|
| 35 | 36 | 37 | 38 |
|
|
|
| 43 | 44 | 45 | 46 |
|
|
49 | 50 |
|
|
|
| 55 | 56 |
57 | 58 |
|
|
|
| 63 | 64 |
1 | 2 | 62 | 61 | 60 | 59 | 7 | 8 |
9 | 10 | 54 | 53 | 52 | 51 | 15 | 16 |
48 | 47 | 19 | 20 | 21 | 22 | 42 | 41 |
40 | 39 | 27 | 28 | 29 | 30 | 34 | 33 |
32 | 31 | 35 | 36 | 37 | 38 | 26 | 25 |
24 | 23 | 43 | 44 | 45 | 46 | 18 | 17 |
49 | 50 | 14 | 13 | 12 | 11 | 55 | 56 |
57 | 58 | 6 | 5 | 4 | 3 | 63 | 64 |
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