3×k优化幻方的构作

梁培基

(河南省封丘县科协)

 

社会在发展,人类在进化,幻方也增加了“新品种”。本文介绍一种“优化幻方(完美幻方兼对称)”,为幻方家族增添更加迷人斑斓色彩。在[1]中,我们给出了“方阵定位法”构作幻方的方法。利用这种方法可以构作出n=6×k±1 (k=1,2,3,…)阶优化幻方,本文给出构作n=3×k (k3的奇数)阶,n=4×k (k2)阶优化幻方及n=4×k+2阶“增广优化幻方(全等和广义幻方)”的方法。

3×k阶优化幻方的构作

n=3×k (k≥3的奇数)时,我们用文[1]所提供的方法,构造符合“优化方阵”条件的两个正交方阵A(I,J), B(I,J)

19阶优化幻方的A,A=A(I,J)(B(I,J)=A(I, N+1-J), )H(H为幻方, 下同)

H=H(I,J)=n×[A(I,J)-1]+B(I,J)

1

4

5

6

9

7

8

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

29

44

52

81

60

68

13

19

9

7

8

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3

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9

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5

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4

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4

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9

63

69

14

22

1

30

38

53

79

A H (S 9=369)

1

容易发现,图1A阵具有优化方阵的性质,由AB是正交方阵,故得到的H是一个优化幻方。构造A阵的关键环节在于A阵的中间行。当k=3时,中间行的元素的设计(当然,有多种设计)为:

231456978

他们的第147 列,第258列及第369列上3个元素之和都等于15

k5的奇数时,把1, 2, 3, …..,3×k构成一个3k列的矩阵: E=E(I,J) (I=1,2,3; J=1,2,3,…,k)

E=I+1 (I=1,2; J=1) E=1 (I=3 , J=1)

E=3×(J-1)+I (I=1,2,3; J=2,4,…k-1) E=3×J-I+1 (I=1,2,3; J=3,5,…k-2)

E=n (I=1, J=k) E=n+I-4 (I=2,3; J=k)

E阵的1,2,….k列上的元素,依次为A阵中间行的第12,。。。N列上的元素。

注:本文其它部分略。

[1] 梁培基,张行辅,张侠辅, 幻方的一种构作方法。 “云南大学学报”4 (1989).