解:
首先知道九宮方,基本的三階幻方,又稱洛書,見百度百科。
1-9九個數,填入3*3方陣(即所謂九宮),使每橫行,豎行,斜行上的三個數相加都等(即所謂幻方),相加的結果為15 (即所謂幻和) (所謂:指通常人“所講到的”)
結果是:
4 9 2
3 5 7
6 1 8
然後將每個數加上20,即得本題所求。
24 29 22
23 25 27
26 21 28
考慮到對稱性,我們認為只有壹種結果。其他結果經過旋轉或鏡像可以與以上結果等同。
以下四種,稱為旋轉等價,或者說具有旋轉對稱性:
0方陣自身,
1順時針旋轉壹直角,等價於逆時針旋轉三直角
2順時針旋轉二直角,等價於逆時針旋轉二直角
3順時針旋轉三直角,等價於逆時針旋轉壹直角
相當於四人坐於方桌,自己,上家,對家,下家。
以上四種,相對於豎直方向中軸鏡像壹下,即中間豎線不動,左右交換,得到的結果,
稱為鏡像等價,或者說具有鏡像對稱性。同樣也得到四種。
以上***有八種,我們認為從對稱性上考慮,只有壹種。
以上只提到以豎直線為對稱軸的對稱情況。事實上,以水平中線為軸,以\向對角線(主對角線)為軸,或以/向對角線(次對角線)為軸,得到的四種情況,與上面豎直中線為軸得到的結果集是相同的。事實上,不同的軸,只是將軸進行了旋轉;同樣,得到的像,也只是上面的結果集之壹發生了旋轉而已。
魔方公式也是這樣的。
上U,
左L 右R,
下D,
以上記成ULDR
縱軸對稱得到U'R'D'L'
\對稱得到L'U'R'D',只是上面的結果發生了旋轉。
用矩陣來討論,矩陣的旋轉,矩陣的反轉置,
鏡像與次反轉置壹般沒討論,不過在matlab中有方便的處理。
用置換來討論,也很方便。
外壹則:
方陣的取反:每個數取其相對於10的補數,如5仍作5,4作10-4,得到
6 1 8
3 5 7
4 9 2
外壹則:
方陣的歸零,每個數減去中數
-1 4 -3
-2 0 2
3 -4 1
外壹則:
八種方陣的線性疊加,特例:
-a a+b -b
a-b 0 -a+b
b -a-b a
外壹則:
和轉化為冪,得到積性幻方
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