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幻方游戲之三

來源:本站原創 2004-12-02 19:08:25

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把這個游戲比作“羊肉串”,還不如比作“花環”更貼切。它和幻方游戲有共同之處。

我們來看圖一,它將1、2、4、6四個數串在一起。然后我們來從中取數。如果只能從中取一個數,則可以取出1、2、4、6四個數。如果可以從中取出串聯的二至四個數,則可以取出下列13個數:1+2=3、1+4=5、2+1+4=7、2+6=8、1+2+6=9、6+4=10、6+4+1=11、2+6+4=12、2+6+4+1=13。于是可以得出結論:這個數字“花環”可以取出1至13十三個連續數來。

現在我們仿照四數“花環”,來做一個六數花環的游戲

玩法:圖二是一個六數“花環”。它上面的花環數字分別為1、2、3、7、8、10,按照上面的取數法,可以取出1至31三十一個連續數來。

那么,你能不能用1、2、3、7、11、14六個數,串成另一個六數“花環”,也能取出1至31連續數來呢?

這也許難不到你。圖三就是答案。

 

完美圖

 

完美圖和數字羊肉串一樣,也是一種填數游戲。我們先來看“完美三角形”。

圖一是一個完美的三角形。它的三個頂角上分別填上0、1、3三個數。將每相鄰兩數相減,結果寫在它們的連線上,分別得到1、2、3三個數。這就是說,一個完美三角形的連線上可以得到1至3的連續數。

下面我們來填更復雜的完美圖形。

填法:先來填一個完美正方形,要求在正方形的四角上各填一個數,使正方形各邊上得到1至4四個數。這個任務不很復雜,可能你很快就可填出。也許你想填更復雜的完美圖。我們來舉一個三星輪的例子。它共有7個點。填上7個數后,各數中間的連線上可以得到1至9九個數,你填得出來嗎?

 

三環魔數

 

三環相交,組成7區。每區用a、b、c、d、e、f、g表示。將1至7這七個數,分別填入各區中,使每個環中的4個數之和m相等。能做到嗎?

能。那么,怎么填?這實際是一個填幻方的游戲。我們來分析一下:

因為a+6+e+g=6+6+g+f=c+e+g+f=m,所以a+6+e+g+6+6+g+f+C+e+g+f=3m,即a+6+C+2(d+e+f)+39=3m。

因為3+b+C+6+e+f+g=1+2+3+4+5+6+7=28。所以b+e+f+2g+28=3m。

由此可以分析出:當g=7,d+e+f=6+5+4時,m最大,等于19(因為6+5+4+2×7+28=3m,所以3m=57,m=19);當g=1,d十e+f=2+3+4時,m最小,等于13(因為2+3+4+2×1+28=3m,所以3m=39,m=13)。這樣,我們可以得出,填法可以分為m等于13、14、15、16、17、18、19七類。而每一類中又有許多填法,填法由杜煥生提供。

當m=13時,只有一種填法。

當m=14時,有三種填法。

當m=15時,有兩種填法。

當m=16時,有六種填法。

當m=17時,有兩種填法。

當m=18時,有三種填法。當m=19時,有一種填法。

總共有18種填法。你是否還有其他填法呢?

 

立體幻方

 

相傳有一種密碼箱,它的密碼在箱子的幾個角上。要打開這個箱子,必須撥對每個角上的密碼。這種密碼的分布有一定的規律:它的每個角上的密碼分別為1至8,而且每個面的4個數字的和都相等。

這種密碼箱實際是一種立體幻方,下面我們就來填這種立體幻方。

填法:如圖所示的立體幻方,它的每個面4數之和為18。其實符合這個條件的立體幻方不只這一種,你能否再填出一種來?

 

雙層立體幻方

 

15世紀土耳其學者馬努埃里?莫斯哈普拉向國王建議,把遺囑放在一個立方形鐵精中,鐵箱用8根鐵鏈懸空吊在一個大立方形鐵箱中。在兩個鐵箱的16個角上,各標上0至15這十六個數字中的一個。標的方法很奇特:要使這個雙層立方體及鐵鏈組成的圖形中,所有四邊形頂點的4個數之和都相等。只有掌握這個秘密,才能打開箱子,取出遺囑。

填法:上面只是一種傳說,但它包含的內容,實際是一個填雙層立體幻方問題。這個雙層立體共包括24個四邊形,所以填起來會有一些困難。不過,從圖一可以得出,如頂A為正方形ABCD、ABEF、ADHE,和AA′B′B、AA′D′D、AA′E′E所共有。所以每個頂點都要重復計算6次。而0+l+2+……14+15=120,120×6=720,把720分配給24個四邊形,每個四邊形四個頂點上的數的和就是720÷24=30。知道了這一點,填起來就方便多了。圖二是答案之一。

 

國王的財寶

 

傳說古代一位阿拉伯國王沒有兒女,他在臨死時,決定把自己的遺產獻給臣民。他的遺產是兩箱珍寶。這兩箱珍寶分別用8根鏈條,懸吊在兩個大玻璃柜中,每一箱的懸吊形狀如圖一所示。

國王在遺書說,這兩柜和兩箱共有32個頂點。要想打開柜子和箱子,必須解開密碼。密碼的分布和上面說的立體幻方差不多,即各個頂點分別為1至32的數字。要是箱子和柜子相應的8個數的和都相等時,密碼就可解開,取出珍主。看來,這是一個成對雙層立體幻方了。

填法:要填這個幻方,有一定的難度。我們先給出答案,請大家檢驗一下:

6+3+18+29+16+9+28+23=132,

1+8+18+29+23+11+14+28=132……

檢驗結果證明這個答案符合要求。你是否能想到,這個雙層立體幻方還有一個驚人的特征:它每組相應的8個數的平方和也相等。如

62+32+182+292+162+92+282+232=2860

12+82+182+292+232+112+142+282=2860

你看這個立體幻方神奇不神奇?

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