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构造奇数平方阶最完美幻方的方法

2021-11-07王辉丰

海南师范大学学报(自然科学版) 2021年3期

詹 森,王辉丰

(1.广东技术师范大学 计算机科学系,广东 广州 510665;2.海南师范大学 数学与统计学院,海南 海口 571158)

文献[1]解决了构造双偶数阶最完美幻方的棘手难题,给出了理论证明。文献[2]将其推广到双偶数阶空间最完美幻立方。在此基础上,本文进而给出构造n2(n= 2m+ 1,m是自然数)阶最完美幻方的三步法及其证明,我们还可给出构造奇数平方阶空间最完美幻立方的方法(见注),这就比较全面解决了构造最完美幻方及幻立方的难题。

分三部分讨论奇数平方阶最完美幻方的构造方法如下:

1 奇数平方阶最完美幻方的定义[1-3]

类比双偶数阶最完美幻方的定义[1],给出奇数平方阶最完美幻方的定义如下:

设任一个n2(n= 2m+ 1,m是自然数)阶幻方为Ω,若Ω是一个中心对称完美幻方且满足:1)从Ω中任一点出发,在同一行中向右依次取相距k个位置(k=1,2,…,n)的数直至取到第n个数,再以这些数为起点在同一列中向下依次取相距k个位置(k=1,2,…,n)的数直至取到第n个数,由这些数组成一个n×n方阵(包括跨边界的n×n方阵),其n2个数字的和都等于n2阶幻方的幻方常数;2)从Ω中任何一个位置出发,按国际象棋中的马步沿一个方向走下去,历经n2步必回到出发点,所历经的n2个数字之和都等于n2阶幻方的幻方常数,则Ω称为n2(n= 2m+ 1,m是自然数)阶最完美幻方(见定理及证明)。

显然,除奇数平方阶最完美幻方外,不存在任何其他奇数阶幻方是最完美幻方。

2 构造n2(n = 2m + 1,m是自然数)阶最完美幻方的三步法

第1步 构造n2阶基方阵A

给定一个n阶中心对称幻方A*,从第一行开始由上至下逐行排列成一个1×n2的矩阵,称为基本行。……

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