数学百科

幻方

2023-05-30

英文

magic square

简介

亦称纵横图或魔方.一类特殊的整数方阵.一个n阶幻方是n2个数1,2,…,n2排成的n阶方阵,使每一行元素的和、每一列元素的和、主对角线元素的和,以及反对角线元素的和均为常数.该常数为n(n2+1)/2,称为幻和.n阶幻方存在的充分必要条件是n≥3.它有许多种证法.利用正交对角拉丁方的存在性也是一种证法.若还要求n阶幻方中每一泛对角线(位置(i,i+k),1≤i≤n或位置

(i,n+1-(i+k)) (1≤i≤n),

这里0≤k≤n-1,且加法按模n简化)上元素的和都等于幻和,则称这种幻方为泛对角线幻方.n阶泛对角线幻方存在的充分必要条件是n=2m+3及n=4m,m≥1.另一类幻方还要求每一行、每一列、主对角线及反对角线上n个元素的积均为常数(称为幻积),这样的幻方称为n阶加乘幻方.加乘幻方的已知结果很少.

幻方的最早研究始于中国古代,下图中的3阶幻方在古代称为九宫图.《数术记遗》一书中对此有如下记载:“九宫者,二、四为肩,六、八为足,左三右七,戴九履一,五居中央”.

三阶幻方