九、行 列 移 动 变 换
图 1 — 12 是将幻方作 行列移动变换 的例子: 1 、将 A 图幻方的前两行移到它的下方, 得到 B 图幻方; 2 、将 A 图幻方的前两列移到它的右方,得到 C 图幻方; C 、将图 C 的前两行移到它的下方,得到 D 图幻方(也就是将 A 图连续作两次变换,得到 D 图。从 A 图到 D 图的变换 可以简记作 “ 移动 2 行 2 列”变换 )。我们发现这里所列举的从 A 图到其它分图的三种变换,都得到新的四阶幻方。图 1 — 10 中的四阶幻方作这些行列移动变换,是否也能得到新的四阶幻方呢?请读者自己研究。
16 2 3 13 9 7 6 12 3 13 16 2 6 12 9 7
5 11 10 8 4 14 15 1 10 8 5 11 15 1 4 14
9 7 6 12 16 2 3 13 6 12 9 7 3 13 16 2
4 14 15 1 5 11 10 8 15 1 4 14 10 8 5 11
A 原来的幻方 B 移动 2 行 C 移动 2 列 D 移动 2 行 2 列
图 1 — 12 行列移动变换的例子
一般地说,给定一个方阵, 将它的前若干行移到下方、或将它的前若干列移到右方、或连续进行这两种移动的综合变换,总称为 行列移动变换 。由于将一个幻方 作任何一种行列移动变换时,所得到的新方阵 E 的各行、各列中数的组成是不会改变的;因而方阵 E 各行、各列诸数之和一定仍然等于幻和;这时,只要方阵 E 的两条对角线上诸数之和也等于幻和,方阵 E 就一定是幻方。如果方阵 E 的两条对角线上诸数之和不等于幻和,它只能称为 行列等和方阵 (请注意,幻方是特殊的行列等和方阵) 。 不难得到:一个四阶幻方共有 16 种行列移动变换(为了便于计算,我们将原来的幻方,也看成是作一种行列移动变换得到的幻方,在计算别的变换的数量时,也这样处理),一个五阶幻方共有 25 种行列移动变换,……。
将幻方作某些行列移动变换常常可以制作成新的幻方,这是我们要研究这种变换的重要原因。至于作哪些行列移动变换可以得到幻方,这里不作介绍。