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如何构造一个15阶完美幻方,揭秘幻中之幻!

【摘要】:,15),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,…,15).取c(i,j)=·15(其中i,j=1,2,…=6种选择,故五步法可得到(5!)3·6=10368000个不同的15阶正规的完美幻方.当基本行的选取使基方阵A为一个对称方阵时,五步法得到的就是一个15阶正规的对称完美幻方.

第一步,把1~15的自然数排成三行5列,使每行5个数字之和都等于40,3×5长方阵如图10-1所示.

图10-1 3×5长方阵

把各行的5个数字随意排序,第一行的5个数字从左到右按9,14,4,10,3排列,称为基本行1;第二行的5个数字从左到右按5,15,11,1,8排列,称为基本行2;第三行的5个数字从左到右按12,6,13,2,7排列,称为基本行3.

第二步,构造15阶基方阵A.

从左到右依次取基本行1:9,14,4,10,3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5行.

从左到右依次取基本行2:5,15,11,1,8共三次作为基方阵A的第6行,第6行的元素向左顺移两个位置得第7行,第7行的元素向左顺移两个位置得第8行,依此类推直至得出第10行.

从左到右依次取基本行3:12,6,13,2,7共三次作为基方阵A的第11行,第11行的元素向左顺移两个位置得第12行,第12行的元素向左顺移两个位置得第13行,依此类推直至得出第15行.15阶基方阵A如图10-2所示.

图10-2 15阶基方阵A

第三步,作基方阵A的转置方阵B.转置方阵B如图10-3所示.

图10-3 转置方阵B

第四步,作方阵C.(www.chuimin.cn)

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,…,15),

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,…,15).

取c(i,j)=(b(i,j)-1)·15(其中i,j=1,2,…,15).

方阵C如图10-4所示.

图10-4 方阵C

第五步,基方阵A与方阵C对应元素相加所得方阵D,就是一个15阶完美幻方,如图10-5所示.

图10-5 15阶完美幻方D

图10-5是一个由1~225的自然数组成的15阶完美幻方,其幻方常数为1695.每行每列上15个数字之和都等于1695,对角线或泛对角线上15个数字之和亦都等于1695.

由于构造基本行1,基本行2和基本行3都各有5!=120种选择,基本行有3!=6种选择,故五步法可得到(5!)3·6=10368000个不同的15阶正规的完美幻方.

当基本行的选取使基方阵A为一个对称方阵时,五步法得到的就是一个15阶正规的对称完美幻方.