这一节,介绍两个重要的概念:幻和数组与幻和图形。 一、 在n( n为整数)阶幻方中,如果某n个数的和
等于该幻方的幻和,称这个数组为n阶幻和数组,简称为幻和数组。据幻方的概念可得结论:任何一个n阶幻方的各行、各列及两条对角线上的数组都是n阶幻和数组。
二、一个n(n为整数,n大于2)阶幻和数组在某个n阶幻方中所确定的图形称为该幻方的幻和图形。任何一个幻方的各行、各列都是该幻方的幻和图形;又如在图1—10D四阶幻方中,标粗体字的四个数14、7、11、2的和是34(幻和),这四个方格也组成一个该幻方的一个幻和图形。
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A 田格示意图 B Q方示意图 C 变形田格示意图
14 7 9 4 16 2 3 13 9 4 14 7
11 2 16 5 5 11 10 8 16 5 11 2
8 13 3 10 9 7 6 12 3 10 8 13
1 12 6 15 4 14 15 1 6 15 1 12
D E F
图1—10 某些四阶幻方的三种固定位置幻和图形
另外还给出四阶幻方的几个概念: 将四阶方阵横竖分成四个小正方形( 每个正方形含有四个方格),每一个小正方形称为一个田格(它与汉字中的“田”字相似,故称为田格)。一个四阶幻方的四个田格依次称为左上田格、右上田格等;图1—10A是田格示意图。类似地,有Q方与变形田格的概念,图1—10B是Q方示意图,图1—C是变形田格示意图。
图1—10D的四个田格数组(14、7、11、2)、(9、4、16、5)、(8、13、1、12)、(3、10、6、15)中诸数之和都等于幻和34,表明四个田格确实都是该幻方的幻和图形。
图1—10E(或图1—10F)幻方中的各个田格也是该幻方的幻和图形(例如E图的左上田格中四数16、2、5、11的和是34),这组实例表明四个田格是这三个四阶幻方公共的幻和图形。类似地,图1—10B所示的Q方(以及图1—10C所示的变形田格)也是图1中三个四阶幻方公共的幻和图形。例如图1—10E幻方中(16、3、9、6)、(2、13、7、12)、(5、10、4、15)、(11、8、14、1)这四个Q方数组中诸数之和都是34,就表明四个Q方是该幻方的幻和图形。
图1—10的前三个分图不仅是图1—10中三个四阶幻方的三组固定位置的幻和图形,在第二章,我们将会指出有432个四阶幻方都具有这三组固定位置幻和图形。
顺便提及,据幻和图形的概念,一个幻方有多少个幻和数组,它就有多少个幻和图形。例如四阶幻方有86个幻和数组(本书不逐个列举四阶幻方的86个幻和数组),每一个四阶幻方都有86个幻和图形。
顺便指出:1、 三阶幻方是一个很特殊的幻方,这种幻方一共只有8个幻和数组(就是三行、三列、两条对角线上的8个幻和数组),这表明,除了三行、三列、两条对角线这8个幻和图形以外,三阶幻方再没用别的幻和图形。2、幻和数组的数量的增加是非常迅速的。三阶幻和数组只有8个、四阶幻和数组有86个、五阶幻和数组有1000多个。