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大禹治水与三阶幻方

2018-06-28

数学小灵通·3-4年级 2018年5期
关键词:幻方祭品三阶

相传在大禹治水的年代里,陕西的洛水经常发生洪灾。于是,当洪水泛滥的季节来临之前,洛水两岸的人们总会抬着猪羊去河边祭河神。每次当人们摆好祭品,河中就会爬出一只大乌龟来,它慢吞吞地绕着祭品转一圈,然后又爬到河里。大乌龟走后,河水又照样泛滥起来。

有一年,这只大乌龟又爬上岸来,人们便开始留心观察它,发现乌龟壳被分成了9大块。横着数是3行,竖着数是3列,每一块乌龟壳上都有几个小点点,人们好奇地数了一下龟壳上的点数,正好凑成从1到9的数字。可是,谁也不懂这些小点点究竟是什么意思。

忽然,一个看热闹的小孩惊奇地叫了起来:“多有趣啊,这些小点点不论是横着加、竖着加、还是斜着加,算出的结果都是15。”

于是人们赶紧把十五份祭品献给河神,说来也怪,河水果然从此不再泛滥了。

小朋友,具有以上特征的方形数阵,在中国古代叫纵横图,现代数学界叫幻方。按照幻方中数的个数,幻方可以分为:三阶幻方、四阶幻方、五阶幻方、六阶幻方……洛水中“乌龟”背上的图案就是一个三阶幻方。

龟背上的三阶幻方是怎样生成的呢?南宋时期,我国有一位著名的数学家叫杨辉,他从数学角度对幻方进行了详尽的研究。

杨辉将三阶幻方的生成法归结为4句话:

九子斜排 上下对易 左右相更 四维挺出

根据杨辉的方法,洛书的幻方是这样生成的:

(1)先将1—9这九个数字按序斜排;

(2)上下对调,即把1和9对调;

(3)左右交换,即把3和7互换;

(4)中间的2、4、6、8向外挺出,得到幻方。

小朋友,你学会了吗?

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