数学七上 · 综合与实践 实践1探寻神奇的幻方 教材 189–190 页

探寻神奇的幻方

洛书 · 三阶幻方 | 北师大版数学 · 七年级上册 · 综合与实践(一)

这一页学完,你应该能做到

知道什么是三阶幻方;能说清楚 1–9 的三阶幻方每条线的和为什么一定是 15、 中间为什么一定是 5、四个角为什么只能放偶数;会自己造一个和是别的数的幻方。

先听丁老师说两句

这一页没有新知识点,用的全是前面学过的东西:加法、找规律、 用字母表示数。但它要你干一件新事——不是把答案凑出来,而是把答案推出来。 凑,靠运气;推,一步一步来,推完你就知道它为什么只能这样。

先猜一下

把 1 到 9 填进 3×3 的方格,使每行、每列、每条对角线上三个数的和都相等。 那么正中间那一格填的一定是:

一先认识它

洛书:最早的三阶幻方

幻方的历史很久了。传说最早出现在夏禹时代的「洛书」——用黑白圆点摆成的一张图。 把它用今天的数字写出来,就是下面这个方阵。

把几个数填进方格,使每行、每列、每条对角线上各数的和都相等, 这样的方阵叫做幻方。
3 行 3 列的叫三阶幻方;那个相等的和叫它的幻和。

三阶幻方一共有 8 条线:3 行 + 3 列 + 2 条对角线。八条都要相等才算数——少验一条都可能出错。

动手 · 八条线,一条一条验

点下面的按钮,把八条线挨个亮一遍,看看和是不是都一样。

二推出来

为什么是 15?为什么中间是 5?

下面这四步一步套一步。走完你会发现:这个幻方不是凑出来的,是被逼出来的—— 除了旋转和翻转,1–9 的三阶幻方只有这一个。

动手 · 一步一步推
三自己填

填一个三阶幻方

知道了规矩再动手,就快多了:5 放中间,2、4、6、8 放四个角,1、3、7、9 放四条边的中点。 剩下的只是把它们摆对位置。

动手 · 点一个数,再点一个格

先点下面的一个数,再点方格里的一个位置。放错了位置会当场告诉你为什么。

四改造它

造一个幻和是 60 的幻方

题目要求:自行选取一组数造一个三阶幻方,使每行、每列、每条对角线上三个数的和都等于 60。 不用从头凑——在洛书上动手脚就行。

动手 · 在洛书上加一加、乘一乘

选一种改造方式,拖动 k,看幻和变成多少。凑到 60 为止。

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这一页真正学到的三件事

  1. 先算总数,再分。1 到 9 加起来是 45,分给三行,每行只能是 15——这一步把「凑」变成了「算」。
  2. 数一数每个数能进几条线。5 能进 4 条,所以它只能坐中心;2、4、6、8 各能进 3 条,只能坐角。位置是被出现次数定死的。
  3. 会了一个,就会了一串。每格加 k,幻和变成 15 + 3k;每格乘 k,幻和变成 15k。用字母一写,无穷多个幻方都在手上了。
五小测

做七道题