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3×3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1~9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5×5,7×7,9×9,??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:
① 先画出一个5×5(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)
② 把1~25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);
③ 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; ④ 把正方形外面凸出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②中,填写1~25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4~12编排一个三阶幻方。
1121311572、用“罗伯法”将、、、、、、、、编成一个三阶幻方。
2334461212123、使用“巴舍法”将1~49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5……16如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 4 7 9 12 6 8 13 再以8阶标准完美幻方为例
10 11 5 3 2 16 可先写一个1--64方阵 ,把 四个角数字和中间固定不动
1 2 9 10 7 8 15 16 19 20 21 22 27 28 29 30 35 36 37 38 43 44 45 46 49 50 57 58 55 56 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 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

