魔方矩陣,又稱幻方,縱橫圖。
是指由1~n^2共n^2個數(shù)排列成的有相同的行數(shù)和列數(shù),并在每行每列、對角線上的和都相等的一個n階矩陣。
在《射雕》中郭黃二人被裘千仞追到黑龍?zhí)?,躲進瑛姑的小屋。瑛姑出了一道題:數(shù)字1~9填到三行三列的表格中,要求每行、每列、及兩條對角線上的和都相等。這道題難倒了瑛姑十幾年,被黃蓉一下子就答出來了。
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這就是一個最簡單的三階平面魔方矩陣。
而今天老唐出的這道題,是更加高難度的五階魔方平面矩陣。
運算難度,不知道比三階魔方矩陣高了多少。
不過,魔方矩陣既然被數(shù)學家們定義出來,那自然有一套起獨特的運算規(guī)律。
根據(jù)n的數(shù)值,可以分為三種情況。
當n為奇數(shù),當n為4的倍數(shù),當n為其他偶數(shù)!
老唐這道題是求5階平面魔方,很顯然,可以套用n為奇數(shù)的運算規(guī)律。
程諾在腦海里默默回憶起當n為奇數(shù)時平面魔方的填寫規(guī)律。
“當n為奇數(shù)時
?、賹?放在第一行中間一列;
?、趶?開始直到n×n止各數(shù)依次按下列規(guī)則存放:
按45°方向行走,如向右上
每一個數(shù)存放的行比前一個數(shù)的行數(shù)減1,列數(shù)減1
③如果行列范圍超出矩陣范圍,則回繞。
例如1在第1行,則2應放在最下一行,列數(shù)同樣減1;
?、苋绻瓷厦嬉?guī)則確定的位置上已有數(shù),或上一個數(shù)是第1行第n列時,
則把下一個數(shù)放在上一個數(shù)的下面?!保ㄗⅱ伲?br/> “所以說,正確的答案應該是……”
程諾在自己的腦海里構建宮格模型。很快,便將25個數(shù)字填入其中。
唰唰唰唰~~
在同學們眼中,只見程諾沒有任何的猶豫,拿著粉筆在黑板上筆走龍蛇,粉屑飛揚。中間沒有任何停頓,一氣呵成!
舉手抬足間,透露著無比強大的自信。
“好了,老師,我填完了。”程諾轉身,將粉筆頭扔在講桌上,微笑著對老唐說道。
“好,我看一下,你填的對不對?”老唐抱著一種好奇心,看向黑板上已經(jīng)被填滿的宮格。
15812417
16147523
22201364
321191210
92251811
全部正確??!
25個數(shù)字的位置,和正確答案如出一轍。
每一行,每一列,每一條對角線的和,都是65!~
老唐驚訝的看了神色如常的程諾一眼。然后在全班同學滿含期待的目光下宣布,“程諾同學的答案……是正確的!”
嘩~~
全班同學盡皆嘩然。
果然啊,程諾這個家伙,還是一如既往的強悍呀!
比不過,實在是比不過。
他們和程諾的大腦配置,簡直不在一個水平層面上。
學霸,是只配被學渣所仰望的存在!
老唐望著程諾說道,“既然程諾同學是第一個把這道題目解出來的同學,那么我那份‘特殊’獎勵就歸程諾同學所有了。程諾,你能不能給大家講一下你是通過何種方法把這題解出來的?”
“沒問題?!背讨Z點頭,轉身指著那道題道,“其實這道題很簡單的?!?br/> 這道題……很簡單?
好吧,你是學霸,你說了算。
全班同學翻翻白眼。
程諾聳聳肩,神色如常的繼續(xù)講道?!霸谥v這道題之前,我先要給大家講一個模型,叫做魔方矩陣!”
為什么程諾能知道魔方矩陣這個東西?
按理說,高中方面,不會涉及這方面的知識。
但程諾是誰?他可是學霸!
學霸的一大特征就是,永遠不會滿足只學習課內(nèi)那點知識!
還記得程諾從書店買回的那一大堆關于世界數(shù)學難題的書嗎?其中一個難題的推理過程中,就用到了這個魔方矩陣。程諾就順便將它記下來了。