“不定”三阶幻方:已知两数位于九宫格同一侧边,中心数未知!
本文主要探讨,仅已知两数的“不定”幻方的求解,依据已知两数在九宫格中的不同位置进行分类。
换言之,如果九宫格仅已知两数(不含a5中心数),再无其他约束条件,其必定为“不定”幻方。
二、“不定”三阶幻方的分类
(相关资料图)
依据已知两数数所处位置,可分为三类。
情形A、已知两数位于九宫格的同一对角线或同一中间行(列),如图二中4条线所示。
图二
此情形中心数要么已知要么可求出,本文不予讨论。
情形B、已知两数位于九宫格同一侧边,如图三中4线所示。
图三
情形C、已知两数位于九宫格“铁三角”的顶点处。例如,图二中红色三角形三顶点的a2、a6及a7三者只知其二。
图四
注:依据“铁三角性质”可知,图二中a2、a6及a7只知其二情形,等价于a2、a6及a7全部已知情形,详见文一。
三、“不定”三阶幻方分类求解:情形B
1)限制条件:填入数为连续自然数。
1、依据已知数的单双,确定中心的单双:顶点数为单(双),中心数为双(单);横竖中间数为单(双),中心数为单(双)。
2、依据已知数的差,确定可填入连续自然数组合的可能取值范围:若已知两数之差大于8,则无解;若已知两数ai与aj之差为8,则只有1种可能组合“ai-aj”(不妨设ai<aj);若已知两数ai与aj之差为7,则只有2种可能组合:(ai-1)-aj,ai-(aj+1);以此类推。
以图五幻方为例,加以说明。
图五
由于右下顶点为双数22,图二幻方的中心数只能取单数。由22-15=7,可知填入连续自然数的可能组合只有2种:14-22或15-23。由于组合14-22对应的中心数18为双数,所以连续自然数组合只有15-23,其中心为19,按图六填入即可。
图六
2)限制条件:填入数构为等差数列(连续自然数情形除外)。
仍以图五幻方为例。
1、由22-15=7,求出“7”的因数,只有1和7。
2、公差为1情形即为连续自然数;公差为7情形,可能的取值有3种:1,8,15,22、29,36,43,50,57;或8,15,22、29,36,43,50,57,64;或15,22、29,36,43,50,57,64,71。
3、由于右下顶点22为双数,中心数为单。而“8,15,22、29,36,43,50,57,64”的中间数为36,这与中心数为单不符,故舍去。
4、“15,22、29,36,43,50,57,64,71”对应的中心数与幻和分别为43和129,最小的两数15与22在同一行,即便最大71填入左下顶点,其和至多为108≠129,故舍去。
5、组合1,8,15,22、29,36,43,50,57按图七填入即可。
图七
3)无其他限制条件:填入数甚至可重复。
可设中心数为任一数字,逐一试解。
以图五幻方为例,设中心数分别为21及20,可得图八和图九中的数字不重复幻方。
图八
图九
以图五幻方为例,设中心数为22,可得图十中的数字可重复幻方
图十
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限于篇幅,情形C“已知两数位于九宫格金三角顶点处”将另文讨论。
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