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
  • 全职抽奖系统

    全职抽奖系统

    全职抽奖系统,顾名思义,每一个职业都能够进行抽奖,每一个职业都能抽到和它有关系的技能。得到它的人,将会成为全职业的顶峰精英。自从得到全职抽奖系统以后,作为厨师,陈泽抽到了食神调料;作为老师,陈泽抽到了真理说服;作为扑街写手,陈泽抽到了黄金键盘······陈泽:“俗话说三百六十行,行行出状元,但是不好意思,每一行的状元都是我!”不过作为网约车司机的他,第一个抽到的却是三十分钟的车神附身体验!
  • 经济咨询所

    经济咨询所

    沃顿商学院的高材生,被称为华尔街黑武士的罗北一场意外,穿越到富豪罗百万的废柴儿子身上。赚钱逆袭,吊打高富帅?这事情,罗北前世已经干过了,再干就差点意思了。所以,罗北决定开一间经济咨询所,教别人赚钱,教别人发达致富。有人带着千亿资产而来,有人孑然一身而来,但他们带着同样的问题:北哥,请你救救我。罗北:先帮我到街角买碗鱼蛋粉,等我先品完这瓶八七年葡萄汁再聊。
  • 重生之无上大帝归来

    重生之无上大帝归来

    等待万年只为与你相见,万年前你不负我,今世我定不负你
  • 重生之最强医圣

    重生之最强医圣

    【热血爽文】异界强者重生都市,携逆天医术,修绝世功法,挥袖布法阵,抬手炼神丹,杀人于一念间,救人于一念间。人间觅道来,当浮一大白,今朝且看李东来!
  • 我爱上了美女导师

    我爱上了美女导师

    蓝莹莹带女儿林小雨到超市购物,小孩子因调皮撞到了年轻女子戴小芳,使两个女人彼此认出了对方,并找家清静的咖啡屋坐下细聊,蓝莹莹对戴小芳好友讲述了自己在校园里那段刻骨铭心的爱情罗曼史……那天,林春雨自驾车返校来到交叉路口问路,与蓝莹莹邂逅相遇,被她的那双迷人眼睛深深地勾住了魂。蓝莹莹是名大学女教师,性格活泼开朗,豪气大方,美丽贤惠,喜欢捉弄人。知道林春雨是名新生,自驾车上学,误认他是名官二代或是富二代……
热门推荐
  • 王火文集·第五卷:东方阴影 禅悟 雪祭

    王火文集·第五卷:东方阴影 禅悟 雪祭

    《王火文集·第五卷》中三个故事都深深刻下了抗日战争的印迹。这是我们民族不应也是不能忘记的历史,作者在故事中进行了文学艺术化的反映——不论是普通平民的日常生活(《雪祭》),抑或是出家希望求得解脱(《禅悟》),甚至是新的世纪以后到东瀛的留学,都可看出近八十年前日本侵略给中华民族的创伤伤口还隐隐作痛,更可看出作者并非出于个人情绪的痛苦记忆和深刻反思一直在持续。这样的反思对中华民族来说永远不会过时,对世界所有爱好和平的民族来说也是如此。尽管这三部作品的创作时期距今已久,但仍具有很强的现实意义。
  • AI迷航1

    AI迷航1

    如果人工智能失去控制,世界将会怎样?人类对AI失去控制那一刻,生而为人的尊严也随之消散:人类器官可以像机器一样拆卸、买卖,合成人大量出现;人的记忆可以替换,甚至贩卖、造假,成为通行货币;所有的行为、思想都被数据监控,毫无隐私可言。人类在AI文明的法则下该何去何从?是在AI的强权之下做一个只会执行、没有情感和道德底线的机器,还是奋起反抗夺回属于我们的人格尊严?翻开本书,带你进入一个机器觉醒、伦理混乱、文明重构的人机共存新世界。
  • 重生空间之农门娇妻

    重生空间之农门娇妻

    莫名成为古代童养媳一枚,还是被亲爹打包送上门的,沈茹来不及适应,就被疑似‘重生男’相公给盯上了。翟邵庭只是抱着弥补的心理,想让小姑娘有个锦绣前程,结果越来越上心,就放不下了,只好把小姑娘当成了手心里的宝宠着,一宠就是一辈子。“翟邵庭,你休想!““媳妇乖,我会宠你一辈子的。“……
  • 听李迪讲中国警察故事

    听李迪讲中国警察故事

    本书是知名作家李迪近些年来扎根公安一线,深入警察生活,潜心创作出的一部优秀纪实文学的代表作品。李迪是中国作家协会2010年在全国选出的第一批定点深入生活的作家,他多次深入辽宁、江苏、浙江等地公安一线,以自己的实际行动,为作家定点深入生活提供了一个样本。李迪以其质朴生动的语言,真实可读的情节,对派出所、看守所、刑侦、经侦等各警种的民警进行了塑造,展示了当代公安民警忠于职守、勇于担当、服务人民、积极进取的优秀群体形象。书中人物栩栩如生,故事催人泪下,读后令人无不振奋,无不掩卷深思。
  • 霏雨传

    霏雨传

    重复轮回,只为了改变未来。无奈未来不可变,但情感永留存。朋友的牺牲,换来霏雨的平安。而霏雨的选择,却要改变他们的未来,永远坚持走下去。
  • 老公,求抱大腿

    老公,求抱大腿

    作为一个网红,夏夕很识趣的随大流去抱某人的大腿。于是,某人最后真成了她老公。第二天,夏夕发现她上了头条:简公子自爆购豪宅买钻戒追娇妻。
  • 企业改制与破产清算

    企业改制与破产清算

    本书是中华人民共和国重要基本法律知识宣讲系列丛书之一,通过丰富详实的案例,对有关企业改制与破产清算的相关法律法规及司法解释进行解读与阐释,用通俗易懂的语言,让读者从直观、感性、多元的视角对相关的法律法规运用有更为清晰和准确的认识,从而迅速了解有关企业改制及破产清算的法律精要。
  • 总裁,请指教

    总裁,请指教

    第二十一次求职失败,张筱雨几乎对这个世界感到了绝望,梦想再次被现实打败!就在这时,时尚总裁南宫格出现在她的面前,“你剪坏了我的头发,就打工赔偿吧!”他将她带进时尚圈,她一步步蜕变成时尚一姐,而她的一颗芳心,也不自觉地落在他身上。但当他的旧爱归来时,她才知道,原来她只是一个替身!心碎之际,她决定抽身退出,但他却步步紧逼,缠着她不放!“女人,你休想离开我!我南宫格的户口本上,还没填上你的名字呢!”他暴怒的瞪着她,霸道宣誓!
  • 惊悚恐怖极限:囚困岛

    惊悚恐怖极限:囚困岛

    在梦中,我梦见自己走在一片黑暗广袤的荒野上,头上雷电轰隆,雨水哗啦冰冷。我踉跄回头,光影忽明忽暗,雨声中我清晰听到后方传来的脚步声。
  • 超级攻略组

    超级攻略组

    地表最强的S级雇佣团,在一次执行任务的时候被卷入到了一场死亡盛宴中,成功存活下来的众人发现已经进入到了一个无限循环的死亡游戏中,而唯一回归现实的方法,那就是爬到腐朽之树的顶端!