金希波九宫格定理与性质
为了研究和称呼的方便,在开始之前,我先做个规定。
规定凡填入九宫格里的九个数能使九宫格每行、每列、每条对角线上的三个数之代数和都相等,就说这九个数能使九宫格成立。
我们先来看一道题:题目一,将1,2,3,4,5,6,7,8,9九个数填入下面的九宫格中,使九宫格成立。
相信这道题有不少人可以很快地做出来。因为有口诀:“戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,中央为五。我们用这种方法将上面九宫格填起来如下:
2 9 4
7 5 3
6 1 8
又有人给出了以下几种填法(为了方便,以下我就将九宫格的方框去掉了):
6 7 2 8 1 6 4 3 8
1 5 9 3 5 7 9 5 1
8 3 4 4 9 2 2 7 6
因为九宫格可以沿它的中心点转动,上面这三种填法其实就是由第一种填法沿中心点90度转动几次得来的,也可以说成是从不同的边上正面看上去的结果。严格说来,九个数能使九宫格成立,只有一种填法。
据说这口诀是《射雕英雄传》中黄蓉说出的,近来在学习类报纸上又看到说这是数学家们研究出来的成果。与其说是黄蓉所说,不如说是金庸老伯所说,因为《射》书是他老人家写的,我想金老伯大概也是从数学家们那听来的吧。不管怎么说,至少说明到目前没有人愿意花更多时间去更深刻研究九宫格。
这口诀只是解答九宫格问题的一种“死记法”,话说得也欠恰当全面,通过转动九宫格知道可以有不同的填法,站在九宫格其他三边上去正视,那岂不是“戴履倒置、左右颠倒”吗?
我们再看一道题:题目二,将21,25,29,33,37,41,45,49,53这九个数填入九宫格中使九宫格成立。
这道题用“口诀法”似乎有点困难,“戴九履一”,带9的数有两个,戴哪个九呢?带3的数有三个,哪个该放在左边呢?带7的倒只有一个,是不是一定放在右边呢?
再看一道题:题目三,将1,2,3,4,0,-1,-2,-3,-4填入九宫格使之成立。这道题用这口诀,似乎也不太好解。
有没有一个能解所有填数使九宫格成立的题目的定理或公式呢?我可以很明确的告诉大家是有的,因为本人花了不少时间已经研究出来了。
在给出定理前,同样是研究和称呼的方便,我再做两个规定。
规定已成立的九宫格中位于正中央那宫格里的数叫做波数,用字母B表示。
规定已成立九宫格中每行、每列、每条对角线上三个数之代数和都相等的那个代数和叫做波和,用字母Bo表示。
金希波九宫格定理:凡能使九宫格成立的九个数,必满足其九个数的代数和是波数B的9倍,波和Bo是波数B的3倍。
这个定理成立吗?我可以给出肯定的回答。过会,我来证明。
由此定理,我可以推出解答所有填九个数使九宫格成立的题目的方法:先将这九个数加起来算出其代数和,然后除以9算出波数B,波数B再乘以3得出波和Bo,再然后将波数B填入正中央宫格,记住一点填好波数B后,先填四个角宫格,再填剩余四个宫格,这样比较方便。
大家可以试下用我的方法可以很快解出上面题目二和题目三。下面我分别给出它们的答案:
49 29 33 3 -2 -1
21 37 53 -4 0 4
41 45 25 1 2 -3
大家也可以用我的方法去验证下题目一。
肯定有人要问,光凭这3道题就能证明这种方法的正确性,未免太武断和不负责任?
是的,别说3道题,就是300道题,3000道题也不能证明这种方法就一定正确。
要证明这种方法正确,首先就要证明金希波九宫格定理的成立。
下面我就拿“无数道题“来证明我的定理的正确性。
证明如下:
令a,b,c,d,e,f,g,h,i是能使九宫格成立的任意九个数,令它们的波和Bo=x,我将它们填入下面的九宫格
a b c
d e f
g h i
因为它们能使九宫格成立,所以可得到下面8个等式
a+b+c=x①
d+e+f=x ②
g+h+i=x ③
a+d+g=x④
b+e+h=x⑤
c+f+i=x⑥
a+e+i=x⑦
g+e+c=x⑧ (其实应该用个大括号把这八个式子括起来,因为word文档难操作,大家可以把它们看成有大括号括起来的。)
将上述8个等式左右两边分别相加得
3a+2b+3c+2d+4e+2f+3g+2h+3i=8x
整理,得
3(a+c+g+i)+2(b+d+f+h)+4e=8x
即3〔(a+c)+(g+i)〕+2〔(b+h)+(d+f)〕+4e=8x ⑩
由①,得a+c=x-b ⑾;由③,得g+i=x-h(12);由⑤,得b+h=x-e (13);由②,得d+f=x-e(14)
将(11),(12),(13),(14)分别代入⑩,得
3(x-b+x-h)+2(x-e+x-e)+4e=8x
整理,得
3〔2x-(b+h)〕+2(2x-2e)+4e=8x
即6x-3(b+h)+4x-4e+4e=8x
整理,得
10x-3(b+h)=8x
即2x=3(b+h)(15)
将(13)代入(15),得
2x=3(x-e)
即2x=3x-3e,
整理,得3e=x,
即x=3e
因为前面已令波和Bo=x,所以波和Bo=3e.本题中e位于正中央宫格,e就是波数B,即e=B.到此证明出定理中波和Bo是波数B的3倍恒成立。
下面我来证明这九个数的代数和是波数的9倍。
①+②+③,得
a+b+c+d+e+f+g+h+i=3x
将x=3e代入上式,得
a+b+c+d+e+f+g+h+i=9e,
即a+b+c+d+e+f+g+h+i=9B.到此证明出这九个数的代数和是波数的9倍恒成立。
所以“金希波九宫格定理”恒成立。
那么我的定理也可以用公式表达出来:
已知a,b,c,d,e,f,g,h,i是能使九宫格成立的任意九个数,B是它们的波数,Bo是它们的波和,则有
9B=a+b+c+d+e+f+g+h+i
Bo=3B.
下面我就不循循善诱了,再给出两条我的研究成果:
金希波九宫格性质1:已成立九宫格中的9个数分别同时加上或减去同一个数或式子,所得的结果仍是一个成立的九宫格。
金希波九宫格性质2:已成立九宫格中的9个数分别同时乘以或除以同一个数或同一个式子(除数不能是0),所得的结果仍是一个成立的九宫格。
这两条性质的证明很简单,用等式的性质就可以证明出来,这里不再赘述。
到这里你不仅能解答所有填数使九宫格成立的题目,而且还可以出无数道这样的题目出来了。
本人还研究出其他几条九宫格性质,下次再对外公布。
留个题目给大家做下:
证明:在有理数数轴上,任意连续的9位整数都可以使一个九宫格成立。(提示下考虑用性质1和性质2.)
证明出这道题的朋友和对九宫格感兴趣的朋友,欢迎跟本人联系。本人邮箱Jinxibo123@126.com,QQ:877190988.
本人无家要养,确要糊口。本人干活去了。下次再见!
郑重声明:本人金希波保留一切上述研究成果的知识产权和著作权之权利,不得侵犯,否则将承担一切严重法律之后果。
另本人正将与九宫格的机缘以及当初研究的想法、思路和困难等详细记之以书,欢迎有出版意向的出版社联系洽谈出版事宜。
为了研究和称呼的方便,在开始之前,我先做个规定。
规定凡填入九宫格里的九个数能使九宫格每行、每列、每条对角线上的三个数之代数和都相等,就说这九个数能使九宫格成立。
我们先来看一道题:题目一,将1,2,3,4,5,6,7,8,9九个数填入下面的九宫格中,使九宫格成立。
相信这道题有不少人可以很快地做出来。因为有口诀:“戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,中央为五。我们用这种方法将上面九宫格填起来如下:
2 9 4
7 5 3
6 1 8
又有人给出了以下几种填法(为了方便,以下我就将九宫格的方框去掉了):
6 7 2 8 1 6 4 3 8
1 5 9 3 5 7 9 5 1
8 3 4 4 9 2 2 7 6
因为九宫格可以沿它的中心点转动,上面这三种填法其实就是由第一种填法沿中心点90度转动几次得来的,也可以说成是从不同的边上正面看上去的结果。严格说来,九个数能使九宫格成立,只有一种填法。
据说这口诀是《射雕英雄传》中黄蓉说出的,近来在学习类报纸上又看到说这是数学家们研究出来的成果。与其说是黄蓉所说,不如说是金庸老伯所说,因为《射》书是他老人家写的,我想金老伯大概也是从数学家们那听来的吧。不管怎么说,至少说明到目前没有人愿意花更多时间去更深刻研究九宫格。
这口诀只是解答九宫格问题的一种“死记法”,话说得也欠恰当全面,通过转动九宫格知道可以有不同的填法,站在九宫格其他三边上去正视,那岂不是“戴履倒置、左右颠倒”吗?
我们再看一道题:题目二,将21,25,29,33,37,41,45,49,53这九个数填入九宫格中使九宫格成立。
这道题用“口诀法”似乎有点困难,“戴九履一”,带9的数有两个,戴哪个九呢?带3的数有三个,哪个该放在左边呢?带7的倒只有一个,是不是一定放在右边呢?
再看一道题:题目三,将1,2,3,4,0,-1,-2,-3,-4填入九宫格使之成立。这道题用这口诀,似乎也不太好解。
有没有一个能解所有填数使九宫格成立的题目的定理或公式呢?我可以很明确的告诉大家是有的,因为本人花了不少时间已经研究出来了。
在给出定理前,同样是研究和称呼的方便,我再做两个规定。
规定已成立的九宫格中位于正中央那宫格里的数叫做波数,用字母B表示。
规定已成立九宫格中每行、每列、每条对角线上三个数之代数和都相等的那个代数和叫做波和,用字母Bo表示。
金希波九宫格定理:凡能使九宫格成立的九个数,必满足其九个数的代数和是波数B的9倍,波和Bo是波数B的3倍。
这个定理成立吗?我可以给出肯定的回答。过会,我来证明。
由此定理,我可以推出解答所有填九个数使九宫格成立的题目的方法:先将这九个数加起来算出其代数和,然后除以9算出波数B,波数B再乘以3得出波和Bo,再然后将波数B填入正中央宫格,记住一点填好波数B后,先填四个角宫格,再填剩余四个宫格,这样比较方便。
大家可以试下用我的方法可以很快解出上面题目二和题目三。下面我分别给出它们的答案:
49 29 33 3 -2 -1
21 37 53 -4 0 4
41 45 25 1 2 -3
大家也可以用我的方法去验证下题目一。
肯定有人要问,光凭这3道题就能证明这种方法的正确性,未免太武断和不负责任?
是的,别说3道题,就是300道题,3000道题也不能证明这种方法就一定正确。
要证明这种方法正确,首先就要证明金希波九宫格定理的成立。
下面我就拿“无数道题“来证明我的定理的正确性。
证明如下:
令a,b,c,d,e,f,g,h,i是能使九宫格成立的任意九个数,令它们的波和Bo=x,我将它们填入下面的九宫格
a b c
d e f
g h i
因为它们能使九宫格成立,所以可得到下面8个等式
a+b+c=x①
d+e+f=x ②
g+h+i=x ③
a+d+g=x④
b+e+h=x⑤
c+f+i=x⑥
a+e+i=x⑦
g+e+c=x⑧ (其实应该用个大括号把这八个式子括起来,因为word文档难操作,大家可以把它们看成有大括号括起来的。)
将上述8个等式左右两边分别相加得
3a+2b+3c+2d+4e+2f+3g+2h+3i=8x
整理,得
3(a+c+g+i)+2(b+d+f+h)+4e=8x
即3〔(a+c)+(g+i)〕+2〔(b+h)+(d+f)〕+4e=8x ⑩
由①,得a+c=x-b ⑾;由③,得g+i=x-h(12);由⑤,得b+h=x-e (13);由②,得d+f=x-e(14)
将(11),(12),(13),(14)分别代入⑩,得
3(x-b+x-h)+2(x-e+x-e)+4e=8x
整理,得
3〔2x-(b+h)〕+2(2x-2e)+4e=8x
即6x-3(b+h)+4x-4e+4e=8x
整理,得
10x-3(b+h)=8x
即2x=3(b+h)(15)
将(13)代入(15),得
2x=3(x-e)
即2x=3x-3e,
整理,得3e=x,
即x=3e
因为前面已令波和Bo=x,所以波和Bo=3e.本题中e位于正中央宫格,e就是波数B,即e=B.到此证明出定理中波和Bo是波数B的3倍恒成立。
下面我来证明这九个数的代数和是波数的9倍。
①+②+③,得
a+b+c+d+e+f+g+h+i=3x
将x=3e代入上式,得
a+b+c+d+e+f+g+h+i=9e,
即a+b+c+d+e+f+g+h+i=9B.到此证明出这九个数的代数和是波数的9倍恒成立。
所以“金希波九宫格定理”恒成立。
那么我的定理也可以用公式表达出来:
已知a,b,c,d,e,f,g,h,i是能使九宫格成立的任意九个数,B是它们的波数,Bo是它们的波和,则有
9B=a+b+c+d+e+f+g+h+i
Bo=3B.
下面我就不循循善诱了,再给出两条我的研究成果:
金希波九宫格性质1:已成立九宫格中的9个数分别同时加上或减去同一个数或式子,所得的结果仍是一个成立的九宫格。
金希波九宫格性质2:已成立九宫格中的9个数分别同时乘以或除以同一个数或同一个式子(除数不能是0),所得的结果仍是一个成立的九宫格。
这两条性质的证明很简单,用等式的性质就可以证明出来,这里不再赘述。
到这里你不仅能解答所有填数使九宫格成立的题目,而且还可以出无数道这样的题目出来了。
本人还研究出其他几条九宫格性质,下次再对外公布。
留个题目给大家做下:
证明:在有理数数轴上,任意连续的9位整数都可以使一个九宫格成立。(提示下考虑用性质1和性质2.)
证明出这道题的朋友和对九宫格感兴趣的朋友,欢迎跟本人联系。本人邮箱Jinxibo123@126.com,QQ:877190988.
本人无家要养,确要糊口。本人干活去了。下次再见!
郑重声明:本人金希波保留一切上述研究成果的知识产权和著作权之权利,不得侵犯,否则将承担一切严重法律之后果。
另本人正将与九宫格的机缘以及当初研究的想法、思路和困难等详细记之以书,欢迎有出版意向的出版社联系洽谈出版事宜。