幻立方
数学领域术语
N阶幻立方是n3个不同整数形成的数阵,任意行列组和对角线上的数字和都相等,这个和称为“幻和”。如果数字是前n3个正整数,则称其为正规的。此时幻和等于n(n3+1)/2,而且以3n2+4种形式出现。
简介
幻立方是幻方向三维空间的自然延伸,而立方体是我们非常熟悉的形象,最为常见的空间图形;这就便于我们对之研究,从中得到新颖的知识。
幻立方是由自然数1到n组成边长为n的正方体。由上向下(k轴)是从第一层到第n层,每一层均是n行×n列的一个正方形,我们称之为一个直剖面。同理,立方体还有另两个方向的直剖面:从后向前(i轴)方向的面,从左到右(j轴)方向的片。由n个元素(数字)组成的直线(段)有横向(平行于j轴)的行、纵向(平行于i轴)的列、垂直方向(平行于k轴)的称竖或柱各n2条,共计是3n2条。n阶立方体有四条(体)对角线,三个方向共6n条剖面对角线。
等级分档
(1)当n阶立方体的所有即3n条直线上的n数之和满足于幻和S=(n+1)n/2,如此是基本的必要条件,称之为n阶立方阵;同时它的四条(体)对角线也满足于幻和,我们称这立方体是一个n阶简单幻立方。
(2)当一个n阶简单幻立方又有6n条剖面对角线满足于幻和,即这3n个直剖面均为(广义)幻方,此时称其为n阶标准幻立方。
(3)当一个n阶立方体中的所有的直线、二维斜线、三维斜线上,n数之和都满足于幻和,则这个数字立方体称为完美幻立方。
实例
四阶幻立方实例
第一层
第二层
第三层
第四层
五阶标准幻立方实例
国外已有高手作出五阶标准幻立方,特地摘录如下,给爱好者观赏、学习。
这是幻立方的第 1 层:
这是幻立方的第 2 层:
这是幻立方的第 3 层:
这是幻立方的第 4 层:
这是幻立方的第 5 层:
5阶立方体的幻和为:315,一共检验了75+4线上5数之和:D是一个简单幻立方。
又检验了30条直剖面上两对角线上n数之和:D是一个标准幻立方。
参考资料
幻立方与Abel群.中国知网.
最新修订时间:2023-12-23 22:51
目录
概述
简介
等级分档
参考资料