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數學故事:保持它原來的面貌

來源:奧數網 文章作者:奧數網整理 2010-07-22 15:10:14

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  圖1中所畫的小玩意,和圖2中的正方形數表是一回事。右邊表中的數是用阿拉伯數字表示的,古老文化披上了現代服裝;左邊圖中的數是用連在一起的圈圈點點的個數表示的,保持它原來的面貌,古色古香。

  從圖2容易看出,圖中橫看每行3個數的和都是15,豎看每列3個數的和也是15,斜看每條對角線上3個數的和還是15。



  一般地,把一些不同整數排列成正方形表格,使其中每個橫的行、每個豎的列,以及正方形的每條對角線上,各個數的和都相等,這樣的數表叫做幻方,意思就是“奇妙的正方形”。

  圖1中的“小玩意”就是一個幻方。這是世界歷史上最早發現的一個幻方。據傳說,大約四千多年以前,大禹治理洪水的時候,有一只神龜從洛水里浮出水面,背上馱著這個圖形,從此這幅圖就來到了人間(圖3)。因為傳說它是從洛水里出來的,所以被叫做洛書。



  有一門現代數學分支,叫做組合數學。美國的組合數學大師賴瑟(H.J.Ryser)寫了一本專著《組合數學》,被同行專家廣泛引用,書中一開頭就講公元前2200多年禹從神龜背上看到的幻方,以及公元前1100多年中國隱約產生的排列概念,用來說明組合數學是自古就有的數學分支。賴瑟的書告訴大家,組合數學這樣有用、這樣充滿生命力,并不意味著它很年輕,恰恰相反,它的歷史很久很久,可以追溯到古老的中國。

  這也說明,用9個數排列成的幻方,看起來似乎很簡單,但是它卻標志著一門新學科的誕生,從小玩意里面引出了成套的富有理論意義和應用價值的大道理。

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