1、幻方(二) 奇数阶幻方的编排方法在幻方(一)三阶幻方中我们已经学习了三阶幻方的一般编排方法,但那种方法是比较麻烦的,又不容易掌握。于是,人们在分析研究的基础上,总结了一些简便易学的编排方法。一、九子排列法宋朝数学家杨辉在续古摘奇算法中,总结“洛书”幻方的编排方法时说:三阶幻方的编排方法是“九子排列,上下对易,左右相更,四维挺出”。这四个句子是什么意思呢?我们通过下面的一组图来加以理解。先画出一个 33 的“九宫格”,并在第二列上、下方和第二行左、右边各添加一个虚线格子,把 19 这九个数字按顺序写在如上图所示的三排斜线上,然后上、下对调,左右交换,(因为我们是在格子上进行排列,就不必再进行“四
2、维挺出”了),最后将虚线格子擦掉就可以了。利用这种方法我们就很容易得到幻方(一)中例 1 的图 A。但是这种方法有一定的局限性,只能编排三阶幻方,如果要编排 55,77,99,等奇数阶幻方又该怎么办呢?我们继续看第二种方法。二、罗伯法请大家注意观察幻方(一)中例 1 的图 H,可以总结出下面的编排方法:1、在第一行正中央的方格子中填上 1;2、按斜上方向在 1 的右上角填入 2,但出上框了,这时要把 2 改填在 2 所在这一列的最下边;3、按斜上方向在 2 的右上角填入 3,又出右框了,把 3 改填在 3 所在这一行的最左边;(上图 1)4、按斜上方向在 3 的右上角填入 4,但与先填入的 1
3、 重合了,这时就把 4 改填在 3 的下面,然后把 5、6 依次按斜上方向填入方格内;5、按斜上方向在 6 的右上角填入 7,但出框的右上角,这时就把 7 改填在 6 的下面,(与重合相同)。重复上面的做法,把 8、9 依次填入方格中,这样就得到了图 2,与左边的图 H 完全相同。-请同学们在事先准备好的方格子中把这种方法练习一遍!-这种编排奇数阶幻方的方法叫“罗伯法”。使用“罗伯法”时总是向右上的斜行方向进行编排。编排过程中会出现五种情况:“第一行正中央排什么数?”、“排出上框怎么办?”、“排出右框怎么办?”、“排重复了怎么办?”、“排出右上角怎么办?”为了便于记忆,我们把罗伯法概括成下面的
4、的几句话:1 居上行正中央,依次斜排莫忘记;上出框时往下写,右出框时左边放;重叠就在下格填,右上出框一个样。罗伯法不仅可以编排三阶幻方,而且可以编排任何奇数阶幻方。下图就是用罗伯法编排的五阶幻方,请大家在方格子中跟着做一、二次,并逐行、逐列及对角线检验幻和是否正确。三、巴舍法下面以五阶幻方为例,再介绍一种奇数阶幻方的编排方法。步骤如下: 先画出一个 55(五行五列)的方格,在方格的四周画出凸阶梯式的虚线方格(如下图1) 把 125 这二十五个数按斜行方向从左到右依次填入图中(如上图 2); 以 3、15、23、11 四个数为顶点(实际上就是五阶幻方的四个顶点)画出一个正方形; 把正方形外面凸出
5、的虚线方格中的数按“上移下,下移上;左移右,右移左”的方法,全部平移 5 格到对应部分的方格中,擦掉虚线格子,就得到一个五阶幻方(见下图)。这种编排幻方的方法叫“巴舍法”,也叫平移补空法,它和“罗伯法”一样,也适用于一切的奇数阶幻方的编排。需要提醒大家注意的是,在步骤中,填写 125 这二十五个数时,可以从左向右上填写,也可以从右向左上填写,或者从上向右下填写,还可以从上向左下填写,其移动后的结果都是一个五阶幻方,同学们可以自己动手试一试。另外,编排 n 阶幻方时,不一定非要从 1 开始,只要是这些数能构成等差数列就可以了。练习 (一定要完成的哦)1、使用“罗伯法”将 412 编排一个三阶幻方
6、。2、用“罗伯法”将 、 、 、 、 、 、 、 、 编成一个三阶幻方。21343612573、使用“巴舍法”将 149 编排一个七阶幻方。四、双偶(1) 先在第一行写 1、2、3、4;再在下一行同列依次写 516 如下:1 2 3 45 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 16(2) 将四个角的数字 1、4、13、16 和中间四个数 6、7、10、11 固定不动,将余下的一半数字旋转 180 ,就成一个 4 阶的标准完美幻方1 15 14 412 6 7 98 10 11 513 3 2 16再以 8 阶标准完美幻方为例可先写一个 1-64 方阵 ,把 四个角数字和中间固定不动1 2 7 89 10 15 1619 20 21 22 27 28 29 30 35 36 37 38 43 44 45 46 49 50 55 5657 58 63 64再将余下的一半转 180写进空处得 8 阶的标准完美幻方1 2 62 61 60 59 7 8 9 10 54 53 52 51 15 16 48 47 19 20 21 22 42 4140 39 27 28 29 30 34 3332 31 35 36 37 38 26 2524 23 43 44 45 46 18 1749 50 14 13 12 11 55 5657 58 6 5 4 3 63 64