多功能组合幻方
梁培基 顾同新
(原载《数学传播》1990年第三期pp-82—89)
一、前言
在[1]中,我们介绍了用“方阵定位法”构造平方幻方与双重幻方的方法,又将现有的幻方分为三种类型(和幻方、平方幻方、双重幻方)。
本文谈谈在一个幻方之中分别具有上述三种性质的幻方——“多功能组合幻方”。
阅读本文之前,请先参阅[1]。
二、基本定义
“和幻方”种类繁多,今介绍与本文有关的三种:
关于中心对称的两元素之和都相等的幻方,称为“雪花幻方”。
每行、每列及每条对角线(包括折断对角线)上n个元素之和都等于定值的幻方,称为“全对称”幻方。
既具有“雪花幻方”的性质,又具有“全对称幻方”的性质的幻方,称为“超级和幻方”(或‘优化和幻方’)。
平方幻方:在一个平方幻方中,如果分别具有“雪花幻方”、“全对称幻方”或“超级和幻方”的性质,则分别称为“雪花平方幻方”、“全对称平方幻方”或“超级平方幻方”。
组合幻方:在如果一个高阶次(大)幻方,由几个低阶次(小)幻方组成,我们称这个高阶次(大)幻方为“组合幻方”,这些低阶次(小)幻方为“子幻方”。
多功能组合幻方:如果一个“组合幻方”的“子幻方”,分别具有多种功能(具有和幻方、平方幻方及双重幻方的性质),则称为“多功能组合幻方”。
三、16阶多功能组合幻方
图1是一个16阶多功能组合幻方,从从整体来看他是一个16阶和幻方,S16=6624。他的子幻方分别具有双重幻方、平方幻方、和幻方的性质。为便于叙述,将图1(设图1为H)分为四个8阶子幻方。
令 H=
| H11 | H12 |
| H21 | H22 |
各个子阵的性质如下:
H11是一个8阶双重幻方,S8=3312,∏8=2,04881,89550,66563,68000。
H12是一个8阶平方幻方,S8=3312,S
28=2635900。
H21是一个8阶和方幻方,S8=3312,由4个4阶和幻方组成,其元素全部是奇数。
H22是一个8阶和方幻方,S8=3312,由4个4阶和幻方组成,其元素全部是偶数。
|
170 |
267 |
744 |
485 |
95 |
396 |
609 |
546 |
2 |
19 |
803 |
816 |
804 |
823 |
15 |
30 |
|
99 |
380 |
637 |
522 |
178 |
255 |
776 |
465 |
820 |
807 |
31 |
14 |
18 |
3 |
819 |
800 |
|
623 |
510 |
97 |
372 |
792 |
475 |
182 |
261 |
23 |
6 |
812 |
799 |
827 |
808 |
26 |
11 |
|
760 |
495 |
174 |
273 |
595 |
534 |
93 |
388 |
811 |
824 |
10 |
27 |
7 |
22 |
796 |
815 |
|
435 |
728 |
285 |
198 |
558 |
679 |
340 |
89 |
13 |
32 |
806 |
821 |
801 |
818 |
4 |
17 |
|
582 |
651 |
356 |
85 |
455 |
696 |
297 |
190 |
817 |
802 |
20 |
1 |
29 |
16 |
822 |
805 |
|
364 |
87 |
594 |
665 |
291 |
186 |
445 |
680 |
28 |
9 |
825 |
810 |
814 |
797 |
21 |
8 |
|
279 |
194 |
425 |
712 |
348 |
91 |
570 |
693 |
798 |
813 |
5 |
24 |
12 |
25 |
809 |
826 |
|
49 |
777 |
757 |
73 |
125 |
697 |
607 |
227 |
106 |
166 |
666 |
718 |
220 |
336 |
500 |
600 |
|
761 |
69 |
53 |
773 |
619 |
215 |
137 |
685 |
698 |
686 |
138 |
134 |
560 |
540 |
280 |
276 |
|
71 |
755 |
779 |
51 |
221 |
601 |
703 |
131 |
162 |
110 |
722 |
662 |
328 |
228 |
608 |
492 |
|
775 |
55 |
67 |
759 |
691 |
143 |
209 |
613 |
690 |
694 |
130 |
142 |
548 |
552 |
268 |
288 |
|
57 |
769 |
749 |
81 |
155 |
667 |
585 |
249 |
114 |
158 |
674 |
710 |
236 |
320 |
516 |
584 |
|
753 |
77 |
61 |
765 |
597 |
237 |
167 |
655 |
706 |
678 |
146 |
126 |
576 |
524 |
296 |
260 |
|
79 |
747 |
771 |
59 |
243 |
579 |
673 |
161 |
154 |