登陆注册
8143600000104

第104章 魔方矩阵

魔方矩阵,又称幻方,纵横图。

是指由1~N^2共N^2个数排列成的有相同的行数和列数,并在每行每列、对角线上的和都相等的一个N阶矩阵。

在《射雕》中郭黄二人被裘千仞追到黑龙潭,躲进瑛姑的小屋。瑛姑出了一道题:数字1~9填到三行三列的表格中,要求每行、每列、及两条对角线上的和都相等。这道题难倒了瑛姑十几年,被黄蓉一下子就答出来了。

4 9 2

3 5 7

8 1 6

这就是一个最简单的三阶平面魔方矩阵。

而今天老唐出的这道题,是更加高难度的五阶魔方平面矩阵。

运算难度,不知道比三阶魔方矩阵高了多少。

不过,魔方矩阵既然被数学家们定义出来,那自然有一套起独特的运算规律。

根据N的数值,可以分为三种情况。

当N为奇数,当N为4的倍数,当N为其他偶数!

老唐这道题是求5阶平面魔方,很显然,可以套用N为奇数的运算规律。

程诺在脑海里默默回忆起当N为奇数时平面魔方的填写规律。

“当 N 为奇数时

①将1放在第一行中间一列;

②从2开始直到n×n止各数依次按下列规则存放:

按 45°方向行走,如向右上

每一个数存放的行比前一个数的行数减1,列数减1

③如果行列范围超出矩阵范围,则回绕。

例如1在第1行,则2应放在最下一行,列数同样减1;

④如果按上面规则确定的位置上已有数,或上一个数是第1行第n列时,

则把下一个数放在上一个数的下面。”(注①)

“所以说,正确的答案应该是……”

程诺在自己的脑海里构建宫格模型。很快,便将25个数字填入其中。

唰唰唰唰~~

在同学们眼中,只见程诺没有任何的犹豫,拿着粉笔在黑板上笔走龙蛇,粉屑飞扬。中间没有任何停顿,一气呵成!

举手抬足间,透露着无比强大的自信。

“好了,老师,我填完了。”程诺转身,将粉笔头扔在讲桌上,微笑着对老唐说道。

“好,我看一下,你填的对不对?”老唐抱着一种好奇心,看向黑板上已经被填满的宫格。

15 8 1 24 17

16 14 7 5 23

22 20 13 6 4

3 21 19 12 10

9 2 25 18 11

全部正确!!

25个数字的位置,和正确答案如出一辙。

每一行,每一列,每一条对角线的和,都是65!~

老唐惊讶的看了神色如常的程诺一眼。然后在全班同学满含期待的目光下宣布,“程诺同学的答案……是正确的!”

哗~~

全班同学尽皆哗然。

果然啊,程诺这个家伙,还是一如既往的强悍呀!

比不过,实在是比不过。

他们和程诺的大脑配置,简直不在一个水平层面上。

学霸,是只配被学渣所仰望的存在!

老唐望着程诺说道,“既然程诺同学是第一个把这道题目解出来的同学,那么我那份‘特殊’奖励就归程诺同学所有了。程诺,你能不能给大家讲一下你是通过何种方法把这题解出来的?”

“没问题。”程诺点头,转身指着那道题道,“其实这道题很简单的。”

这道题……很简单?

好吧,你是学霸,你说了算。

全班同学翻翻白眼。

程诺耸耸肩,神色如常的继续讲道。“在讲这道题之前,我先要给大家讲一个模型,叫做魔方矩阵!”

为什么程诺能知道魔方矩阵这个东西?

按理说,高中方面,不会涉及这方面的知识。

但程诺是谁?他可是学霸!

学霸的一大特征就是,永远不会满足只学习课内那点知识!

还记得程诺从书店买回的那一大堆关于世界数学难题的书吗?其中一个难题的推理过程中,就用到了这个魔方矩阵。程诺就顺便将它记下来了。

程诺站在讲台上,将魔方矩阵的三种解法都讲了一遍。

“听了这个定理之后,大家是不是觉得这道题简单了许多。首先,第一行中间那个数字肯定是1,数字2的位置……”

讲台下同学们听得头晕目眩,不明觉厉,程诺倒是在讲台上讲的津津有味。

“好了,我想说的就是这些,谢谢大家!”说完,程诺走下讲台。

啪啪啪~~

全班同学下意识的鼓掌。

老唐同志待程诺走下讲台后,站在讲桌前一脸尴尬。

妹的!把我想要讲的都讲完了,让我讲啥?!

本来,老唐同志就想利用这个题目引出魔方矩阵,在高考前发散一下学生的思维。

可现在……

呃……好吧,程诺把魔方矩阵讲的比我还详细,那我这个当老师的还是不献丑了吧。

“好了。同学们,我们拿出上周发的那套衡水真题,我们讲一下那套试卷。”老唐尴尬的咳嗽了一下,也不问同学们有没有听懂了,急忙转移话题道。

“哇,穆冷,程诺果然厉害呢。这样的题都会!”苏小小的明亮的眼里充满了小星星。

穆冷的嘴角微微上扬,“这才是那个……桀骜的他啊!”

…………

“好了,下课。穆冷,程诺,你们两个跟我来一趟办公室。”

伴随着下课铃声,老唐刚好把最后一道题讲完。

程诺和穆冷对视一眼,皆是一头雾水,不知道老唐找自己有什么事,不过还是老老实实的跟着老唐走到办公室。

下楼梯的时候,程诺凑到穆冷身边,语气中略带担忧的小声说道,“冷姐,你说是不是我们两个谈恋爱的事被老唐发现了?”

穆冷淡淡的瞥了程诺一眼,一字一顿的开口:“你-说-呢!”

程诺缩了缩脖子,一脸讪讪,“开玩笑,开玩笑。”

“不过,冷姐,我们两个的事你真的不再考虑考虑吗?你看,你是学霸,我也是学霸,学霸配学霸,我们两个可谓是门当户对。生出来的孩子也一定是学霸!”程诺握紧双拳说道。

穆冷抿了抿嘴唇,模棱两可的说道,“高考后,我们在谈论这个问题吧。”

“好,我等你。”程诺淡淡一笑。

………………

注①:魔方矩阵另外两种情况的算法。(正文字数已达2000字,这不是水字数,这是为了帮助大家学会这道题!!请大家理解作者的良苦用心。)

(2)当N为4的倍数时

采用对称元素交换法。

首先把数1到n×n按从上至下,从左到右顺序填入矩阵

然后将方阵的所有4×4子方阵中的两对角线上的数关于大方阵中心作中心对称交换(注意是各各子矩阵对角线上面的数),即a(i,j)与a(n+1-i,n+1-j)交换,所有其它位置上的数不变。(或者将对角线不变,其它位置对称交换也可)

(3)当N 为其它偶数时

当n为非4倍数的偶数(即4n+2形)时:首先把大方阵分解为4个奇数(2m+1阶)子方阵。

按上述奇数阶魔方给分解的4个子方阵对应赋值

上左子阵最小(i),下右子阵次小(i+v),下左子阵最大(i+3v),上右子阵次大(i+2v)

即4个子方阵对应元素相差v,其中v=n*n/4

四个子矩阵由小到大排列方式为①③④②

然后作相应的元素交换:a(i,j)与a(i+u,j)在同一列做对应交换(j<t-1或j>n-t+1),

注意其中j可以去零。

a(t-1,0)与a(t+u-1,0);a(t-1,t-1)与a(t+u-1,t-1)两对元素交换

其中u=n/2,t=(n+2)/4 上述交换使每行每列与两对角线上元素之和相等。

…………

PS:解题步骤我已经详细到这种程度了。如果你们再不会……我也没办法了。

同类推荐
  • 有个她喜欢我

    有个她喜欢我

    在读大学的王凯异与李氏集团千金李晓菲,相遇同一所大学。因兄弟林浩天喜欢了李晓菲的朋友夏夏净月,而认识彼此。经过“天田游泳池”、“山游”、“生日聚会”、“第二次接吻”、“吃醋”等事件,李晓菲发现自己已经喜欢上王凯异了。从此李晓菲下定决心倒追王凯异,经过她多次精心策划,很成功的失败了。但是她没有放弃,反而更努力。之后他们两个开始了漫长虐情戏,想看看最后的结果吗?快来看吧。
  • 神农小医仙

    神农小医仙

    农村青年得医仙传承,从此桃花开,鸿运来!在农村,他用治农良术开垦种地,带领村民发家致富。在都市,他以绝世医方救死扶伤,被人视为神医转世。透视神眼,点金妙指……当众多神技加诸己身,屡试不爽。新建群号:①群192105260②群516651850
  • 沙城年少

    沙城年少

    年少时光总是令人怀念,纯真无知而又快乐的年代总是让人回味。成长了,那些童真,那些欢乐也远离了。我所要讲述的是在一所乡镇中学历发生的故事,小镇少年的故事。90年代出生的我们,没有出生在城市里,而是在乡村出生,或许幸运亦或不幸,但是这并没有影响我们童年的精彩。一直以来的文学大都是都市文学,讲述的是都市里的读书、恋爱时光,鲜少读到关于农村学子奋斗、恋爱的故事。其实,中国的农村真的有很多很好的题材,很多故事值得书写,值得发掘。我的这篇小说就是想反映一下中国90年代出生的农村学子的生活、恋爱故事,不同年代人的思想总是在不断变化的。我想把很多人所不知道的农村学生的初中时光表现出来,谨以此致我们逝去的年少时光......
  • 净罪

    净罪

    天地有正气,涤荡人间不平事!警校高材生李捍卫放弃留在省城工作的机会,自愿扎根刑侦一线,一直以来变化的是案情对手,不变的是破案缉凶。为受害者讨回公道,为枉死者伸张正义,绝不让任何一个犯罪分子逃脱国法的审判和制裁。
  • 穹顶之上

    穹顶之上

    下半部简介:【穹顶之上,吾命之征】1,这是天顶战争后的世界:大尖退守南极,世界暂时恢复安宁,蔚蓝启动了全面征兵,人类生活在蜕变,源能科技大爆炸。韩青禹回到封龙岙,一觉醒来……2,在一个光与暗切割的世界里,你看到浩荡人群的背影,背负战刀平静从光影走向黑暗。然后,黑暗里开始有星辰闪耀。这个世界,那些星辰,永远在……
热门推荐
  • 剑逆仙凡

    剑逆仙凡

    仙前叩首仙无应,人自靠己人有灵。凡界成为新仙界之时,万仙临凡!那些飞升仙界千年的仙出现了……
  • 总裁一抱好欢喜

    总裁一抱好欢喜

    被老公小三设计扒光衣服丢进酒店,求救无门,她向他拨打了求救电话。“谢谢。”“不用谢……因为我不是白来的……能使得动我的人,除了爸妈你是第一个,说吧,用什么报答对你有求必应的人……”
  • 苏曼殊作品集(1)(中国现代文学名家作品集)

    苏曼殊作品集(1)(中国现代文学名家作品集)

    “中国现代文学名家作品集”丛书实质是中国现代文学肇基和发展阶段的创作总集,收录了几乎当时所有知名作家,知名作品的全部。
  • 暴君乖乖:别惹腹黑妃

    暴君乖乖:别惹腹黑妃

    他,驰骋六界!万魔之首!她,神族帝女,本该一统凤族,立威神界!但,却被自己的双生姐姐击落凡间!进入轮回!第一世,他们为利益而聚,却因误会而散!第二世,他们皆喝下孟婆汤!两不相忆!生死相离!第三世,她意外轮回!他为魔界利益!两人再次相遇!记忆重回!生死重来!为情生,为情灭!【情节虚构,请勿模仿】
  • 24小时专业解决灵异事件便利店

    24小时专业解决灵异事件便利店

    店主墨宇峰,一岁识文,三岁习武,五岁胸口碎大石,十岁修习家族秘法。中间五年?养伤……十三岁,单独解决了一个夺舍不肯离开的黄皮子;十五岁,与一个天天晚上唱戏的女鬼斗法三天;十八岁,一人单挑了百年老僵尸,大战三百回合。看狐仙艳舞看到鼻子喷血,和无常喝酒喝得不醒人事;夜晚和女鬼妹妹聊天谈心,白天给邻居大妈入棺下葬。解剖室里打过牌,太平间里喝过酒;殡仪馆里吃过饭,坟圈子里遛过狗。可以说是德智体美劳全面发展的五好青年;可以说是有理想、有道德、有文化、有纪律的四有青年;可以说...
  • 主神聊天群

    主神聊天群

    主神—多么高大上的职业!可杨天群里这些主神,不是神棍、骗子就是自大、自恋狂,而且最终都是他的敌人!最后‘游戏设计师’杨天走上了和群友截然不同的路,主神空间的传说就从《命运》这款游戏开始吧!新书求推荐票!本书读者群253259004
  • 人生格言

    人生格言

    这些名言警句句句经典,字字珠玑,精辟睿智,闪耀着智慧的光芒和精神的力量,具有很强的鼓舞性、哲理性和启迪性。具有成功心理暗示和潜在力量开发的功能,不仅可以成为我们的座右铭,还能增进自律的能力。
  • 倾城之恋

    倾城之恋

    白流苏,美丽聪慧,前清翰林之大家闺秀。唐一元,风流倜傥,上海滩巨富之独生子。白流苏嫁与唐一元,沪上一大盛事,旧贵与新富联姻,富贵具足。然而,富豪之家何其傲慢,贵族门风更自清高。针尖麦芒,明争暗斗,一段世人眼里的好姻缘,终以离散收场。范柳原,侠骨柔肠,落魄香港的印尼富商私生子。洪莲,善良纯情的小家碧玉。范柳原与洪莲痴情相爱,但贫寒人家亦有世俗偏见,虽然范柳原继承遗产成为新贵,但一段纯美恋情仍遭扼杀。白流苏、范柳原,两个伤心之人,上海街头相遇唇抢舌剑,坚攻密防,看似滴水不漏,实则命中注定的情缘已悄然降临人世间不尽的无常变故,战争,饥饿,繁华似梦倾覆的城,生离死别迟来的、命定的爱,重获新生……
  • 给你插上财富的翅膀

    给你插上财富的翅膀

    本书汇集了100个涉及财商教育的经典故事,分为“从爱钱开始”、“永不言败的精神”、“理好财,到处是财富”、“机遇是财缘的指南针”、“智慧就是金子”、“借鸡生蛋成大业”等九辑。
  • 明英宗宝训

    明英宗宝训

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。