决战2013年小升初数学竞赛解题密匙:填数问题(2)
例 2 把 4 至 12 填在 3×3 的方格内,制成三阶幻方。 解:(1)求幻和:(4+5+⋯⋯+12)÷3=72÷3=24。
(2)求中心数:∵72+3b2=24×4,∴3b2=24,∴b2=8。(3)确定四角 数:由上题九个数中有五个为奇数,中心数为奇数,四角数为偶。现在九个数中五个为偶数,中心数为偶数,猜想四角数应为奇数,经验证这个猜想是 正确的,所以在四个角上填 7、5、9、11。填其余数字就容易了(如图 6)

数阵是一种由幻方演变而来的数字图。数阵可以分为辐射型、封闭型、 既辐射又封闭的复合型数阵。
例 3 将 1 至 7 七个数字填入图中的圈内,使每条线上的三个数的和相等。
解:首先确定中心数。不妨设中心数为 a,则 1+2+3+4+5+6+7+2a 能被 3整除。所以, (28+2a)÷3=28÷3+2a÷3。其中,28÷3 商 9 余 1。因此,2a÷3 的余数必须是 2,那么当 a 是什么数时 2a÷3 的余数才是 2 呢?为此, 我们在 1~7 六个数中试验选择如下:
当 a=1 时, 2a÷3=2÷3 商 0 余 2;(符合要求) 当 a=2 时, 2a÷3=4÷3 商 1 余 1;
当 a=3 时, 2a÷3=6÷3 商 2 余 0;
当 a=4 或 7 时,余数也是 2。(符合要求)
所以,当 a=1、4、7 时,2a÷3 的余数是 2,即中心数为 1,4,7。
当 a=l 时,(28+2)÷3=10,所以除中心数外,其他两个数的和是
10-1=9,只要把 2、3、4、5、6、7 按和为 9 分成三组填入○内即可。 当 a=4 时,(28+8)÷3=12,除中心数外其他两个数的和为 8。
当 a=7 时, (28+14)÷3=14,除中心数外其他两个数的和为 7。
例 4 将 1 至 6 分别填入圈内,使各边上三个○内数字和相等。
解:首先应确定三个顶点上○内的数字。
用 k 表示每边上三个○内的数字和,用 a、b、c 分别表示三个顶点○内的数字,因为三个顶点上的数在求和时多用了一次,所以 1+2+3+4+5+6+a+b+c=3k,21+a+b+c=3k,即 k=(21+a+b+c)÷3。
又因为 a、b、c 可以分成七组数:1,2,3;2,3,4;3,4,5;4,5,6;1,2,6;1,3,5;2,4,6。
我们把这四组 a+b+c 的和与 k 的值列表如下:

从表中看出,当 a+b+c 的最小值是 1+2+3=6 时,k 的最小值是 9。 当 a+b+c 的值最大是 4+5+6=15 时,k 的最大值是 12。
1.当 a+b+c=6,k=9 时,a、b、C 分别是(1,2,3)、(1,3,2)、
(2,1,3)、(2,3,1)、(3,1,2)、(3,2,1),那么,其余三个
○内分别填 4、5、6。我们可以填出六种解法:
从上面答案可发现,只要把一个解中的数左右旋转或适当调换就可以得
到其余的五个解。我们把第一个解叫做基本解,其余的五个解看作与基本解是同一个解。
2.当 a+b+c=9,k=10 时,试验如下:
(1)如果 a=1,b=2,c=6(如右图),那么在三角形底边上只有填 2, 才能使底边上○内数的和是 10,但这样重复,因此无解。
(2)如果 a=1,b=3,c=5,那么其余三个○内分别填 2、4、6,得本题 的第二个基本解。
(3)a=2,b=3,c=4 时,无解。
3.当 a+b+c=12,k=11 或 a+b+c=15,k=12 时,用上面同样的方法得 到下面的两个基本解:
从上面分析,我们可以看到,每一个基本解可得六个解,本题共有 24
个解,但是今后解答这类问题时,只要求基本解就可以了。
