首页 理论教育21阶对称完美幻方的构造方法:幻中之幻

21阶对称完美幻方的构造方法:幻中之幻

【摘要】:,21),以c(i,j)记方阵C位于第i行第j列的元素(其中i,j=1,2,…,21).取c(i,j)=·21(其中i,j=1,2,…

第一步,把1~21的自然数排成三行7列,使每行7个数字之和都等于77,3×7长方阵如图10-6所示.

图10-6 3×7长方阵

把各行的7个数字随意排序,比如第一行的7个数字从左到右按4,3,10,20,16,15,9排列,称为基本行1;第二行的7个数字从左到右按5,1,11,21,17,14,8排列,称为基本行2;第三行的7个数字从左到右按6,2,12,19,18,13,7排列,称为基本行3.若排成一个3×7长方阵如图10-7所示.

图10-7 由基本行组成的3×7长方阵

第二步,构造21阶对称的基方阵A.

从左到右依次取基本行1:4,3,10,20,16,15,9共三次作为基方阵A的第一行,第一行的元素向左顺移两个位置得第二行,第二行的元素向左顺移两个位置得第三行,依此类推直至得出第7行.

从左到右依次取基本行2:5,1,11,21,17,14,8共三次作为基方阵A的第8行,第8行的元素向左顺移两个位置得第9行,第9行的元素向左顺移两个位置得第10行,依此类推直至得出第14行.

从左到右依次取基本行3:6,2,12,19,18,13,7共三次作为基方阵A的第15行,第15行的元素向左顺移两个位置得第16行,第16行的元素向左顺移两个位置得第17行,依此类推直至得出第21行.

21阶对称的基方阵A如图10-8所示.

图10-8 对称的基方阵A

第三步,做对称的基方阵A的转置方阵B.对称的转置方阵B如图10-9所示.

(www.chuimin.cn)

图10-9 对称的转置方阵B

第四步,做对称的方阵C.

以b(i,j)记转置方阵B位于第i行第j列的元素(其中i,j=1,2,…,21),

以c(i,j)记方阵C位于第i行第j列的元素(其中i,j=1,2,…,21).

取c(i,j)=(b(i,j)-1)·21(其中i,j=1,2,…,21).

对称的方阵C如图10-10所示.

图10-10 对称的方阵C

第五步,对称的基方阵A与对称的方阵C对应元素相加所得的对称方阵D,就是一个21阶对称完美幻方如图10-11所示.

图10-11 21阶对称完美幻方

图10-11是一个由1~441的自然数组成的21阶对称完美幻方,其幻方常数为4641.每行每列上21个数字之和都等于4641,对角线或泛对角线上21个数字之和亦都等于4641.中心对称位置上两个数字之和都等于442.

有兴趣的读者可把图10-7由基本行组成的3×7长方阵各行都向右顺移一个位置得一个新的3×7数字长方阵,观察其有什么特点,你将会从中领会到如何选定基本行才可使基方阵A成为一个对称方阵,进而通过五步法得到一个属于你自己的21阶正规的对称完美幻方.