九阶广义完美雪花平方幻方

苏茂挺

(福州商业汽车运输公司  350011)

 

到目前为止,没有人构造成九阶狭义完美平方幻方,看来很可能不存在这种幻方。狭义的无法构造,我们只能在广义幻方上下功夫。本文介绍的是一个广义九阶完美雪花平方幻方,这个幻方还有许多优美的性质,令人拍案称奇。而其巧妙的构造方法,还可以用于构造16阶三次幻方、18阶完美平方幻方、36阶三次幻方、36阶幻方(行列五次)等,真是一种多用途的构造方案。

一、起点方阵和幻方实例

    图2是一个由不大于152的81个自然数组成的九阶完美雪花平方幻方。它的幻和是729,二次幻和是83157。图2还是对角线三次幻方,它的两对角线上诸数之立方和是10641213。

图1是构造这个幻方的起点方阵。它的第4行含有3个二次等幂和数组(1,12,14)、(2,9,16)、(4,6,17)。将第4行的各个数都依次加上99、9、27、0、72、144、117、135、45,就得从上到下每一行的各个数(这些加数都是9的倍数)。对于图1这个起点方阵,采用下1右3、下3右1的步法,用数步法就得到图2这个幻方。

103

115

100

105

108

111

116

101

113

 

 

6

76

161

123

139

62

105

13

44

13

25

10

15

18

21

26

11

23

 

 

108

25

29

9

88

146

126

151

47

31

43

28

33

36

39

44

29

41

 

 

129

136

59

111

10

41

12

73

158

4

16

1

6

9

12

17

2

14

 

 

17

78

148

134

141

49

116

15

31

76

88

73

78

81

84

89

74

86

 

 

101

18

43

2

81

160

119

144

61

148

160

145

150

153

156

161

146

158

 

 

131

147

46

113

21

28

14

84

145

121

133

118

123

126

129

134

119

131

 

 

4

89

150

121

152

51

103

26

33

139

151

136

141

144

147

152

137

149

 

 

115

11

36

16

74

153

133

137

54

49

61

46

51

54

57

62

47

59

 

 

118

149

57

100

23

39

1

86

156

图1                                            图2

二、正交的两个局部方阵

图3和图4是两个局部方阵,如果将图3、图4中的数分别用F、G表示,它们与图2幻方(其中的数记作M)的内在联系是

    M = 9(F - 1)+ G                                         (1)

如果将图3与图4都划分成9个相等的正方形,可以看出,它们都有很简单的规律性。两者都由下面3组二次等幂和数组组成:

(1,12,14)、 (2,9,16)、 (4,6,17)。

1

9

17

14

16

6

12

2

4

 

 

6

4

17

6

4

17

6

4

17

12

2

4

1

9

17

14

16

6

 

 

9

16

2

9

16

2

9

16

2

14

16

6

12

2

4

1

9

17

 

 

12

1

14

12

1

14

12

1

14

1

9

17

14

16

6

12

2

4

 

 

17

6

4

17

6

4

17

6

4

12

2

4