用 1 到 9 組成的幻方有多少?

時間 2021-05-31 13:32:59

1樓:加賀谷

也來構造一下:

5 一定在中間,可以參考 @靈劍的答案,也可以這麼想:1–9 之和是 45,這也是三條行之和,那麼每條行之和是 15。中間的數所在的一行、一列、兩條對角線上三個數之和均為 15,這四個 15 相加等於 60,正好是中間的數加了四遍,其餘八個數各加了一遍。

因此這個 60 減去 1–9 之和(即 45),得到 15,是中間的數的三倍。中間是 5。

三個整數和為 15 只能是兩偶一奇,或三個奇數。因此,一條邊上若存在偶數,必有兩個偶數。

若一條邊的中點是偶數,則這條邊的乙個角也必是偶數(如下所示,e 表示偶數),於是該角所在的另一條邊上還需要另乙個偶數(兩個 * 號位置之一)。

? e ? e e ? e e ?

? 5 ? -> ? 5 ? -> * 5

關於 5 對稱位置上的兩數之和必須為 10,因此奇偶性相同。則與這上述三個偶數對稱的位置上也是偶數,這樣就有六個偶數了,而 1–9 只有四個偶數,此路不通。

因此,偶數不能在邊的中點,於是四個偶數只能在四角。又因為 2 和 8、4 和 6 分別必須在關於 5 對稱的位置上,四角偶數只能是同一種填法的旋轉或映象。四角確定後,邊的中點等於 15 減該邊兩端之和,因此也唯一確定。

2樓:靈劍

窮舉完我們來構造一下。

首先5一定在中間,因為只有1+9,2+8,3+7,4+6這四組和能夠相等,放其他數在中間,則其他8個數無法湊成和相等的4對。

然後和為14的只有9+5,8+6兩組,9在1的對面,所以包含1的只能有兩組和,1必須在某條邊的中點上。那麼這條邊上一定是8和6,有順時針、逆時針兩種;它們相對的位置一定是2和4。2和6中間一定是7。

4和8中間一定是3。所以按1的四個位置、6和8的順序一共8種,它們都是同一種經過旋轉或者映象得到的。

3樓:王贇 Maigo

來個簡潔的:

from

itertools

import

permutations

import

numpyn=

3forPin

permutations

(range(1

,n**2

+1)):A

=numpy

.array(P

).reshape(n

,n)S

=numpy

.diag(A

).sum()

ifnumpy

.diag

(numpy

.fliplr(A

)).sum()==S

and(A.

sum(

axis=0

)==S)

.all

()and(A

.sum

(axis=1

)==S)

.all

():print

P或者乾脆:

from

itertools

import

permutations

import

numpyB=

numpy

.array

([[1,1

,1,0

,0,0

,0,0

,0],[

0,0,

0,1,

1,1,

0,0,

0],[1

,0,0

,1,0

,0,1

,0,0

],[0,

1,0,

0,1,

0,0,

1,0],

[1,0

,0,0

,1,0

,0,0

,1],[

0,0,

1,0,

1,0,

1,0,

0]])

forP

inpermutations

(range(1

,10)):if(B

.dot

(numpy

.array(P

))==15)

.all

():print

P(咦?居然比上面多了一行?)

輸出:(2, 7, 6, 9, 5, 1, 4, 3, 8)(2, 9, 4, 7, 5, 3, 6, 1, 8)(4, 3, 8, 9, 5, 1, 2, 7, 6)(4, 9, 2, 3, 5, 7, 8, 1, 6)(6, 1, 8, 7, 5, 3, 2, 9, 4)(6, 7, 2, 1, 5, 9, 8, 3, 4)(8, 1, 6, 3, 5, 7, 4, 9, 2)(8, 3, 4, 1, 5, 9, 6, 7, 2)

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