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小学数学知识问答300例—解“九宫填数”问题

奥数网 2009-11-12 11:09:17

181.怎样解“九宫填数”问题?

  “九宫填数“也叫“九方数”,古代称为“九宫算”。九宫填数是将九个有效数字填在九个方位格子里,要使每行、每列和每条对角线上的和都相等,即:横的三个数之和、竖的三个数之和与斜的三个数之和,都相等。在解这个题之前,先把九宫的方位问题明确了,以便讲行具体的阐述。

  这个方位的确定与看地图的方位是一致的。由于要把1—9这九个数填在适当的格子里,这九个数之和是45,无论是横、竖、斜都是三个数,把45平均分成三行,每行三个数的和都是15(包括横、竖、斜)。每三个数的情况:横有3种,竖有3种,斜有2种,共8种。

  这8种情况(将15分解成的)有:

  (1) 1, 5, 9; (2) 1, 6, 8;

  (3) 2, 4, 9; (4) 2, 5, 8;

  (5) 2, 6, 7; (6) 3, 4, 8;

  (7) 3, 5, 7; (8) 4, 5, 6。

  在填数时,其顺序是先把“中数”确定,因为横、竖、斜这8种情况中,有4种情况都包含“中数”,上面8种组合中,只有“5”在4种中都出现了,因此这个中数是5无疑。

  然后再确定四个角上的“角数”。由于每个“角数”向横、竖、斜发展,都会组成一组数,共三组,因此,每个“角数”必然是上面8组数中三组包含的同一个数。从8组数中观察,这样的数共有四个偶数,即:2,4,6,8。这四个偶数还不能随意填,因为斜着的三个数的和必须是15,这样,两个对角数的和也应该是10,有了这种条件限制,斜线上的三个数是2,5,8或4,5,6。但排列形式上,由于每个角数变换方位,会出现以下8种情况:

  

  “中数”和“角数”确定之后,只剩下“边数”的四个奇数了,由于横、竖三个数的和是15,现在已有了其中两个数,剩下的这个数就不难求出了。

  上述填数的规律确定之后,如果任意指定填上九个连续自然数,那么上述的规律也同样适用。即:先确定“中数”,后确定“角数”和“边数”。这有两种情况:如果“中数”是奇数,那么“角数”必然是偶数,“边数”则是奇数;如果中数是偶数,那么“角数”必然是奇数,边数则是偶数。

  例如:把下列各组数摆成“九宫数”:

  (1)5,6,7,8,9,10,11,12,13;

  (2)6,7,8,9,10,11,12,13,14。

  (1)式中横、竖、斜各三个数的和为27;

  (2)式中横、竖、斜各三个数的和为30。

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