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四年级幻方的奥数题及解法,暑期奥数专题八

四年级幻方的奥数题及解法,暑期奥数专题八1、每一个数放在前一个数的右上一格; 把1(或最小的数)放在第一行正中; 按以下规律排列剩下的(n×n-1)个数: 按目前填写幻方的方法,通常会将幻方分成了三类,即奇数阶幻方、双偶阶幻方、单偶阶幻方。每类都有自己的一套常用解法。一、奇数阶幻方奇数阶幻方最经典的填法是罗伯法。填写的方法是:

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幻方问题属于小学奥数中比较难的一类题目,很多孩子在刚接触到它的时候,经常会感觉自己无从下手。这次我们为大家带来的是几类幻方的通用解法,熟悉之后,不论是几阶幻方都能轻松解开。

幻方问题

【知识概述】

在一个n×n的正方形方格中,填入一些连续的数字,使得所有的横、竖、斜列所加之和都相等,这样的正方形方格叫做幻方。幻方一般分为奇数幻方和偶数幻方(n 是 几就 表 示 为 几 阶 幻 方)。

【解析】

按目前填写幻方的方法,通常会将幻方分成了三类,即奇数阶幻方双偶阶幻方单偶阶幻方。每类都有自己的一套常用解法。


一、奇数阶幻方

奇数阶幻方最经典的填法是罗伯法。填写的方法是:

把1(或最小的数)放在第一行正中; 按以下规律排列剩下的(n×n-1)个数:

1、每一个数放在前一个数的右上一格;

2、如果这个数所要放的格已经超出了顶行那么就把它放在底行,仍然要放在右一列;

3、如果这个数所要放的格已经超出了最右列那么就把它放在最左列,仍然要放在上一行;

4、如果这个数所要放的格已经超出了顶行且超出了最右列,那么就把它放在前一个数的下一行同一列的格内;

5、如果这个数所要放的格已经有数填入,那么就把它放在前一个数的下一行同一列的格内。

对应一套口诀是:

一居首行正中央,依次斜向右上方,右出框时左边写,上出框时下边放,双出占位写下方。

例题: 在一个5×5的方格中,填入1-25这25个数字,使5个横列、5个竖列、2个斜列所加之和都相等。

分析:按照口诀,我们可以通过以下方式进行填写

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最终,可以得到答案:

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二、偶数阶幻方

首先看一下四阶幻方的解法。

例题:将1-16这16个数填入4×4的方格内,使得所有的横、竖、斜列所加之和都相等。

分析:

首先,偶数幻方的填写不像奇数幻方那样有规律,它的填写要求是:调换(数与数间的调换)

(1) 先把1-16这16个数按顺序填好。

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(2) 画两条对角线,把对角线所划住的数字不动。

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(3) 把对角线没划住的地方的数字进行交叉调换。2——15,3——14 5——12 8——9,最后形成新的方格。

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接下来是双偶阶幻方

所谓双偶阶幻方就是当n可以被4整除时的偶阶幻方,即4K阶幻方。

在说解法之前我们先说明一个“互补数”定义:就是在 n 阶幻方中,如果两个数的和等于幻方中最大的数与 1 的和(即 n×n+1),我们称它们为一对互补数 。如在三阶幻方中,每一对和为 10 的数,是一对互补数 ;在四阶幻方中,每一对和为 17 的数,是一对互补数 。

双偶阶幻方可以用<对称交换法>:

1) 把自然数依次排成方阵

2) 把幻方划成4×4的小区 每个小区划对角线

3) 把这些对角线所划到的数 保持不动

4) 把没划到的数 按幻方的中心 以中心对称的方式 进行对调 【与4×4幻方的方法一样】

5)幻方完成!

8阶幻方为例:

(1) 先把数字按顺序填。然后,按4×4把它分割成4块(如图)

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(2) 每个小方阵对角线上的数字(如左上角小方阵部分),换成和它互补的数。

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单偶数阶幻方(象限对称交换法)

n=10为例,10=4×2+2,这时k=2

(1)把方阵分为A,B,C,D四个象限,这样每一个象限肯定是奇数阶。用罗伯法,依次在A象限,D象限,B象限,C象限按奇数阶幻方的填法填数。

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(2)在A象限的中间行、中间格开始,按自左向右的方向,标出k格。A象限的其它行则标出最左边的k格。将这些格,和C象限相对位置上的数,互换位置。

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(3)在B象限任一行的中间格,自右向左,标出k-1列。(注:6阶幻方由于k-1=0,所以不用再作B、D象限的数据交换), 将B象限标出的这些数,和D象限相对位置上的数进行交换,就形成幻方。

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下面是6阶幻方的填法:6=4×1+2,这时k=1

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