几个世纪以来,魔方启发了无数人的思考。 从古代起,它们就与超自然和魔法世界联系在 一起。考古挖掘已经在亚洲的很多古镇里找到 了它们。事实上,魔方存在的最早记录大约是在公元前2200年的中国 古代,当时称之为“洛水”(lo-shu)。传说在黄河边上,大禹在神龟背上 最先看到这个魔方。

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(1)

黑结代表偶数,白结代表奇数。 在此魔方阵里,幻数是15 (横 向、竖向、斜线上的数之和)。

在西方,魔方的第一次出现应该是130年的士麦那王国(Theon of Smyrna)的著述中。9世纪,魔方被阿拉伯占卜人运用到占星术中, 进行算命。1300年,随着希腊数学家莫斯霍普洛斯(Moschopoulos) 著作的发行,魔方及其性质传到了西半球(尤其是在文艺复兴时期)。

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(2)

魔方的魅力就在于它有着令人着迷的特征,其中包括以下几点。

将一个已知魔方转变成另一个魔方的办法如下。

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(3)

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(4)

相比其他的趣味数学题,魔方的描述是最多的。本杰明•富兰克林 (Benjamin Franklin)花了不少时间,来研究和编写魔方。比较难的有, 取前25个自然数,将它们排成5x5的魔方,使其每行、每列和每个斜 角上的数字相加后,得数相等,这可以称为阵数为5的魔方。如果有偶数, 那么它就为偶数阵魔方。人们至今在研究,有没有一个通用的方法来得 出任意大小的偶数阵魔方。另外,奇数阵魔方已经有一个通用方法可以 编写出任意大小的奇数阵魔方,就是魔方迷们都知道的拉•络布利(La Loubere)发明的楼梯方法。这些图表讲解了如何利用这个办法来编写 3x3的魔方。

楼梯方法

1) 从顶行中间的数字1开始。

2) 下一个数字要写在斜上方的格子里,除非里面已经有数字。如 果它落在了你的魔方外,落入一个想象出来的方格里,那么将它移到你 的魔方黑。

3) 如果斜上方的格子里已经有数字,那么立即将其放入该数正下 方的格子里,如数字4和7„

4) 继续步骤2)和3),将剩余的数字找到位置,放入格中。

现在,取前25个自然数,利用楼梯方法将它们排成5x5的魔方。 检测一下这个方法是不是都适用。

从你所编出的魔方中任取一个,然后用里面的数字乘以一个你选定 的常数。所得结果仍为魔方吗?

对于偶数阵魔方来说,其方法可以说是五花八门,以具体的魔方 而定。

比如,斜角法就只适用于4x4的魔方。

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(5)

在4x4的魔方中,横向可以对换位置,竖向也如此,得出的还是魔方。 同样地,四个数字为一组调换位置后,仍得出一个魔方。

试试看,你能否推导出自己的方法,来排列偶数阵的其他魔方,或者能否找出一个排列所有偶数阵魔方的通用方法' 你还可以重新探索 一下奇数阵魔方,也有可能找出不同于前人的通用方法。

三角形和长方形的魔方玩法(有趣的数学魔方阵)(6)

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