三階幻方(九宮格)是最簡單的幻方,是由1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,九個數字組成的一個三行三列的矩陣(如圖)。
其對角線、橫行、縱向的和都為15,稱這個最簡單的幻方的幻和為15。中心數為5。
4,2,6,8四個角格上的數為角格數;9,1,3,7四個邊格上的數為邊格數。
九宮格填數字是在小學數學當中經常會遇到的一種算式題目,初中數學也有九宮格的題目。九宮格主要是考察學生的思維能力和運算能力。
對于成年人來說,九宮格填數字是比較簡單的,但是對于小學生來說,填九宮格還是有一些難度的。我們可以把九宮格填數字作為學生和家人互動的親子數學遊戲。
一、九宮格填數字的方法。
1、兩個基本方法
(1)【口訣法】
口訣填法:
二四為肩,六八為足,
左三右七,戴九履一,
五居中央。
口訣法填九宮格
(2)【“Z”字法】
“Z”字法:
從1,起——到9,止,;2,8互換;畫出“Z”字。
“Z”字法填九宮格
口訣法和“Z”字法,适用于已知九個連續的或不連續的自然數,九宮格填數字的題目。
2、規律法(三個規律):
以下規律對所有三階幻方均成立。
(1)幻和與中心數
幻和=3x中心數
(2)過中心的線上的三個數——等差數列
過中心的線上的三個數,依次成等差數列。或者說,關于中心位置對稱的兩數,平均數是中心數。
(3)邊角關系—黃金三角
2倍角格的數=不相鄰的2個邊格數之和。
2a= b c
如:基本幻方中:
2*8=9 7, 2*4=1 7,
2*6=3 9, 2*2=1 3
二、九宮格(三階幻方)題目構造原則
1、基本型構造
由1、2、3、......等連續自然數生成的幻方為基本幻方,在此基礎上各數再加或減一個相同的數,可組成由零或負數組成的新幻方。
例如:上圖基本幻方中各數減5得到-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4構成的新幻方,幻和值=0。(這是一道初中題目)
幻和值=0
2、自然數構造
9個自然數,第1個數 第9個數=第2個數 第8個數=第3個數 第7個數=第4個數 第6個數。這每對數的和再加上第5個數都等于幻和,可确定中心格應填第5個數,這四組數應分别填在橫、豎和對角線的位置上。
例如:由1,3,5,10,12,14,19,21,23構成的幻方,幻方值=36。(下圖)
幻和值=36
3、任意等差數列
任意等差數列都可以由1~9的每個數乘以 X ,再加 Y 得到。
因此按照原先的從小到大的順序排列,幻方仍然成立。
例如:把1-9構成的3階幻方的每個數乘以4,再加2。得到6、10、14、18、22、26、30、34、38構成幻方。幻和值=66。(下圖)
幻和值=66
4、根據規律法構造
(1)總和/9=中心數E
(2)幻和/3=中心數E
(3)中心數E=(B H)/2
=(D F)/2=(A I)/2
=(C G)/2
(4)等差數列
A-E=E-I,B-E=E-H,
C-E=E-G,D-E=E-F.
(5)黃金三角
2A=H F,2C=D H,
2G=B F,2 I =D B.
這是一道小學思維訓練題:九宮格填數。
如圖,在九宮格裡填入9個自然數,已填上三個數是21,9,12,請填上其它數字,使每行、每列、每條對角線的和都相等。
你有沒有好的方法?
總之,九宮格填數字是比較有趣的一個運算過程,老少皆宜。
我們都可以迷上數學。
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