可拆幻方(一)— 七阶幻方
郭 大 焱
可拆幻方是一种自我设计、新颖、别致、多变、有趣的幻方,可把一个幻方拆成若干个幻方,现以七阶幻方(它是最小的可拆幻方)为例,如图-1把它拆成七阶三数幻方和七阶四数幻方。 拆成后的幻方, 有人称之谓“开天窗幻方”, 我看称之谓 “图案幻方”可能更好些。下面具体介绍可拆幻方的制作过程和方法。
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图 1
七阶可拆幻方(幻和175) 拆成 七阶三数幻方(幻和33) 和 七阶四数幻方(幻和142)
可拆幻方(一)— 七阶幻方
郭 大 焱
可拆幻方是一种自我设计、新颖、别致、多变、有趣的幻方,可把一个幻方拆成若干个幻方,现以七阶幻方(它是最小的可拆幻方)为例,如图-1把它拆成七阶三数幻方和七阶四数幻方。 拆成后的幻方, 有人称之谓“开天窗幻方”, 我看称之谓 “图案幻方”可能更好些。下面具体介绍可拆幻方的制作过程和方法。
第一步:幻方的分体设计
所谓的分体设计也就是“图案设计”,即把七阶幻方分割成二部分(三数和四数)的设计,它可以有多种图案样式,如图-2所示的就是其中的几种。它需满足二个要求,一是幻方的基本要求,行、列、对角线上数字个数相等,二是图案对称,即所有填数格对称于中心格。
第二步:填数的分配
由于幻方分成二部分,每部分的填数是多种多样的,为此,要从七阶自然数阵1~49四十九个数中进行分配,七阶三数幻方可用一、四、七或二、四、六或三、四、五行中的任意三行共二十一个数,当然也可取首尾一、二、三或五、六、七行的三组数,余下的为七阶四数幻方所用。取数的不同使三数和四数的幻和起了变化,图-1所示为首尾 分开的填数结果。
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第三步:七阶三数幻方的制作
在选定图案和数组的前提下进行,现选定图2-1、数组一、四、七为例,依据图案用大马步来填写第一组数1~7,其原则是使七个数都能填在空格中,且使每行、每列和对角线上都有一个数,但第一个数不要填在中间“行”、“列”和对角线上,第二组数22~28的第一个数要填在第一组数中间数的旁边,第三组数的填写则根据幻和的要求进行,如图3所示。各组数的数序也可颠倒进行,如图3—4。三组数填写顺序也还可以互换。
第四步:七阶四数幻方的制作
| 7 | 25 | 43 | ||||
| 2 | 27 | 46 | ||||
| 49 | 4 | 22 | ||||
| 24 | 45 | 6 | ||||
| 1 | 26 | 48 | ||||
| 44 | 3 | 28 | ||||
| 47 | 5 | 23 |
| 6 | 24 | 45 | ||||
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| 44 | 3 | 28 | ||||
| 23 | 47 | 5 | ||||
| 7 | 25 | 43 | ||||
| 46 | 2 | 27 | ||||
| 49 | 4 | 22 |
| 3 | 28 | 44 | ||||
| 5 | 23 | 47 | ||||
| 43 | 7 | 25 | ||||
| 27 | 46 | 2 | ||||
| 4 | 22 | 49 | ||||
| 45 | 6 | 24 | ||||
| 48 | 1 | 26 |
| 2 | 26 | 47 | ||||
| 7 | 24 | 44 | ||||
| 48 | 5 | 22 | ||||
| 27 | 45 | 3 | ||||
| 1 | 25 | 49 | ||||
| 46 | 6 | 23 | ||||
| 43 | 4 | 28 |
图 3—1 图 3—2 图 3—3 图 3—4一、
一、确定数组
幻方图案仍以图2-1为例,它的填数数组是二、三、五、六即8~21和29~42共二十八个数,但由于幻方图案(空格)是中心对称,为此只要填前二组数(8~21)或后二组数(29~42)即可,因为前后数组是数对组成(8、42,9、41,……20、30,21、29)共十四对,每对二个数互为补数。现确定用前二组数8~21。
二、画出连环图
填数前必须得先画出首尾相接的连环图,共十四个点,十四条直线,如图4所示。这种连环图可画出多种,但其共同的原则要求是:对称的行(列)如一、七,二、六,三、五,每行(列)二个数的位置要相互错开,不得占用相对应行(列)的补数位置。
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图 4—1 图 4—2 图 4—3
三、确定中间数
填数的原则要求是每行(列)两个数之和都相等,每列(行)除中间列(行)外,其余列(行)两个数之和也都相等。当填数确定为8~21时,那末每行(列)、两个数之和就是29,而每列(行)在确定中间列(行)两个数之和后,其他各列(行)两个数之和也就定了,具体见数表:
| 中间数和 | 17(8+9) | 23(8+15或9+14) | 35(14+21) | 41(20+21) |
| 其余数和 | 31 | 30 | 28 | 27 |
| 40 | 9 | 31 | 20 | |||
| 13 | 35 | 36 | 16 | |||
| 18 | 29 | 42 | 11 | |||
| 12 | 17 | 33 | 38 | |||
| 39 | 8 | 21 | 32 | |||
| 34 | 14 | 15 | 37 | |||
| 30 | 19 | 41 | 10 |
| 34 | 8 | 37 | 21 | |||
| 10 | 39 | 32 | 19 | |||
| 20 | 36 | 35 | 9 | |||
| 17 | 12 | 38 | 33 | |||
| 41 | 15 | 14 | 30 | |||
| 31 | 18 | 11 | 40 | |||
| 29 | 13 | 42 | 16 |
| 31 | 20 | 40 | 9 | |||
| 16 | 36 | 35 | 13 | |||
| 11 | 42 | 39 | 18 | |||
| 17 | 12 | 38 | 33 | |||
| 32 | 21 | 8 | 39 | |||
| 37 | 15 | 14 | 34 | |||
| 41 | 10 | 30 | 19 |
图 5—1
图 5—2
图 5—3
四、图案幻方填数。
一旦中间数确定后,从中间列(行)开始,按连环图循序就可把十四个数一下填好,此时七阶四数幻方已基本告成,余下的工作就是按中间对称的要求,在其余空格中填下相应的补数29—45即可,见图5所示(图中没有下划线的数字为补数)。图5是由连环图的图4-1得来的。此外中间两个数的填写位置可以互换,从而得出不同的结果。
最后,把七阶三数幻方和七阶四数幻方重叠,即构成七阶可拆幻方。由于在图案的设计上、数组的分配上(上述各幻方图的填数是以自然数阵的行序数组进行分配的,其实也可以用列序数组进行分配)、填数的顺序上以及连环图的图形上有多种选择和变化,因此最后得到的可拆幻方就是千变万化、趣味无穷了。以上所述有不妥和错误之外,请专家和幻方爱好者批评指正。
2001年3月整理于太原