決戰2013年小升初數學競賽解題密匙:填數問題(2)
來源:奧數網整理 2012-10-15 14:54:30

例 2 把 4 至 12 填在 3×3 的方格內,制成三階幻方。 解:(1)求幻和:(4+5+⋯⋯+12)÷3=72÷3=24。
(2)求中心數:∵72+3b2=24×4,∴3b2=24,∴b2=8。(3)確定四角 數:由上題九個數中有五個為奇數,中心數為奇數,四角數為偶。現在九個數中五個為偶數,中心數為偶數,猜想四角數應為奇數,經驗證這個猜想是 正確的,所以在四個角上填 7、5、9、11。填其余數字就容易了(如圖 6)
數陣是一種由幻方演變而來的數字圖。數陣可以分為輻射型、封閉型、 既輻射又封閉的復合型數陣。
例 3 將 1 至 7 七個數字填入圖中的圈內,使每條線上的三個數的和相等。
解:首先確定中心數。不妨設中心數為 a,則 1+2+3+4+5+6+7+2a 能被 3整除。所以, (28+2a)÷3=28÷3+2a÷3。其中,28÷3 商 9 余 1。因此,2a÷3 的余數必須是 2,那么當 a 是什么數時 2a÷3 的余數才是 2 呢?為此, 我們在 1~7 六個數中試驗選擇如下:
當 a=1 時, 2a÷3=2÷3 商 0 余 2;(符合要求) 當 a=2 時, 2a÷3=4÷3 商 1 余 1;
當 a=3 時, 2a÷3=6÷3 商 2 余 0;
當 a=4 或 7 時,余數也是 2。(符合要求)
所以,當 a=1、4、7 時,2a÷3 的余數是 2,即中心數為 1,4,7。
當 a=l 時,(28+2)÷3=10,所以除中心數外,其他兩個數的和是
10-1=9,只要把 2、3、4、5、6、7 按和為 9 分成三組填入○內即可。 當 a=4 時,(28+8)÷3=12,除中心數外其他兩個數的和為 8。
當 a=7 時, (28+14)÷3=14,除中心數外其他兩個數的和為 7。
例 4 將 1 至 6 分別填入圈內,使各邊上三個○內數字和相等。
解:首先應確定三個頂點上○內的數字。
用 k 表示每邊上三個○內的數字和,用 a、b、c 分別表示三個頂點○內的數字,因為三個頂點上的數在求和時多用了一次,所以 1+2+3+4+5+6+a+b+c=3k,21+a+b+c=3k,即 k=(21+a+b+c)÷3。
又因為 a、b、c 可以分成七組數:1,2,3;2,3,4;3,4,5;4,5,6;1,2,6;1,3,5;2,4,6。
我們把這四組 a+b+c 的和與 k 的值列表如下:
從表中看出,當 a+b+c 的最小值是 1+2+3=6 時,k 的最小值是 9。 當 a+b+c 的值最大是 4+5+6=15 時,k 的最大值是 12。
1.當 a+b+c=6,k=9 時,a、b、C 分別是(1,2,3)、(1,3,2)、
(2,1,3)、(2,3,1)、(3,1,2)、(3,2,1),那么,其余三個
○內分別填 4、5、6。我們可以填出六種解法:
從上面答案可發現,只要把一個解中的數左右旋轉或適當調換就可以得
到其余的五個解。我們把第一個解叫做基本解,其余的五個解看作與基本解是同一個解。
2.當 a+b+c=9,k=10 時,試驗如下:
(1)如果 a=1,b=2,c=6(如右圖),那么在三角形底邊上只有填 2, 才能使底邊上○內數的和是 10,但這樣重復,因此無解。
(2)如果 a=1,b=3,c=5,那么其余三個○內分別填 2、4、6,得本題 的第二個基本解。
(3)a=2,b=3,c=4 時,無解。
3.當 a+b+c=12,k=11 或 a+b+c=15,k=12 時,用上面同樣的方法得 到下面的兩個基本解:
從上面分析,我們可以看到,每一個基本解可得六個解,本題共有 24
個解,但是今后解答這類問題時,只要求基本解就可以了。
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