3. 4 完美幻方的变换及构造完美幻方(兼对称)

   长方基砖同行上的数位置变动,行与行交换位置都可以得到新的完美幻方。进一步研究表明:变换长方基砖数的分布,可构造完美幻方(兼对称)。以n=3×k长方基砖为例,给出的长方基砖数的分布:

3,4,1 n=3×k 时,长方基砖组合完美幻方(兼对称)

6

7

1

5

8

2

n=3×3

4

9

3

9

11

13

1

6

8

12

14

2

4

n=3×5

7

10

15

3

5

10

15

17

19

1

6

9

11

14

18

20

2

4

8

n=3×7

12

13

16

21

3

5

7

13

18

21

22

25

1

5

9

12

14

17

20

24

26

2

4

8

11

n=3×9

15

16

19

23

27

3

6

7

10

以n=3×k=3×3=9长方基砖组合为完美幻方(兼对称)

6

7

1

 

 

 

 

 

 

 

6

5

4

1

2

3

7

8

9

5

8

2

 

 

 

 

 

 

 

7

8

9

6

5

4

1

2

3

4

9

3

 

 

 

 

 

1

2

3

7

8

9

6

5

4

1

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L(I,J) LT(I,J)

 

51

59

4

46

56

3

52

62

9

43

71

18

42

68

13

37

65

12

28

74

21

34

80

27

33

77

22

6

50

58

1

47

57

7

53

63

16

44

72

15

41

67

10

38

66

19

29

75

25

35

81

24

32

76

60

5

49

55

2

48

61

8

54

70

17

45

69

14

40

64

11

39

73

20

30

79

26

36

78

23

31

H(I,J) 九阶完美幻方(兼对称)

当k+1为双偶数n>3×k=3×11=33时,给出长方基砖通用方程:

G(1,1)=1, G(1,2)=5, G(1,3)=8, G(1,4)=11 G(1,4+t1)=10+3×t1 t1=1,2,3,..t10 t10=(k-15)/4 ,

G(1,J1)=10+3×t10+2+3×t2 J1=4+t10+t2 t2=1,2,3,.t20 t20=[(k+1)/4]-1 G(1,(k+1)/2)=(3×k-1)/2 G(1,(k+1)/2+t2)=(3×k-1)/2+2+3×t2 G(1,J2)=(3×k-1)/2+3×t20+3×t1 J2=(k+1)/2+t20+t1 G(1,J3)=(3×k-1)/2+3×t20+3×t10+3×t3 J3=J2+t10+t3 t3=1,2,3,4

G(2,1)=2, G(2,2)=4, G(2,3)=7, G(2,4)=10, G(2,4+J4)=11+3×t4, J4=1,2,3,.(k+1)/2-4 G(2,k+1-J5)=3×k+1-G(2,J5) J5=1,2,3,(k-1)/2 G(3,k+1-J6)=3×k+1-G(1,J6), J6=1,2,3,k.

令: g(1,j)=G(1,J) g(2,j)=G(2,J), g(3,j)=G(3,J) j=J-(k-1)/2 J=1,2,3k 当j<0 时, j=j+k 则:g(1,j), g(2,j),g(3,j) 为(k+1)是双偶数长方基砖通用方程。同理亦可作出(k+1)是单偶数长方基砖通用方程(略)及双偶数长方基砖通用方程(略)。

3,4,2 n 为素数时,长方基砖组合完美幻方(兼对称) 长方基砖的设计:数的排列顺序为,先奇数,后偶数。 如:n=5 1,3,5,2,4. n=7 1,3,5.7.2,4,6. n=11 1,3,5,7,9,11,2,4,6,8,10. 长方基砖组合为拉丁方的步骤:第二行(或下一行)的填数从上一行2的下边开始。以n=7为例:

1

3

5

7

2

4

6

1

7

6

5

4

3

2

7

2

4

6

1

3

5

3

2

1

7

6

5

4

6

1

3

5

7

2

4

5

4

3

2

1

7

6

5

7

2

4

6

1

3

7

6

5

4

3

2

1

4

6

1

3

5

7

2

2

1

7

6

5

4

3

3

5

7

2

4

6

1

4

3

2

1

7

6

5

2

4

6

1

3

5

7

6

5

4

3

2

1

7

 

 

 

 

L(I,J) LT(I,J) H(I,J)=n×(L(I,J)-1)+LT(I,J)

 

 

 

 

3,4,3 n 为双偶数时,长方基砖组合完美幻方(兼对称)

长方基砖设计:如 n=8

 

1

4

6

7

8

2

3

5

 

1

4

6

7

1

4

6

7

 

1

8

7

5

6

3

4

2

8

2

3

5

8

2

3

5

 

4

2

1

8

7

5

6

3

7

1

4

6

7

1

4

6

 

6

3

4

2

1

8

7

5

5

8

2

3

5

8

2

3

 

7

5

6

3

4

2

1

8

6

7

1

4

6

7

1

4

 

1

8

7

5

6

3

4

2

3

5

8

2

3

5

8

2

 

4

2

1

8

7

5

6

3

4

6

7

1

4

6

7

1

 

6

3

4

2

1

8

7

5

2

3

5

8

2

3

5

8

 

7

5

6

3

4

2

1

8

L(I,J) LT(I,J)

1

32

47

53

6

27

44

50

60

10

17

40

63

13

22

35

54

3

28

42

49

8

31

45

39

61

14

19

36

58

9

24

41

56

7

29

46

51

4

26

20

34

57

16

23

37

62

11

30

43

52

2

25

48

55

5

15

21

38

59

12

18

33

64

 

 

 

 

 

 

 

完美幻方(兼对称)H(I,J)

 

从以上可得出:用长方基砖组合方法,可统一构造奇数,双偶数完美幻方(兼对称)。