武俠小說中的數學(三)——幻方、九宮八卦與河圖洛書

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

封面圖為河圖與洛書

▍引子

經過前面兩篇文章的講解,我們介紹完了如何用增乘開方法來開任意次方:

接下來我們繼續來看小說中的內容,情節並沒有任何進展,郭黃二人還在瑛姑的小屋中,黃蓉和瑛姑開始討論關於幻方的內容(說是討論,其實是學霸黃蓉對學渣瑛姑的碾壓),首先是瑛姑給黃蓉出了一道三階幻方的問題,被黃蓉嘲笑說你這題太小兒科我根本不放在眼裡,原文如下:

那女子沮喪失色,身子搖了幾搖,突然一交跌在細沙之中,雙手捧頭,苦苦思索,過了一會,忽然抬起頭來,臉有喜色,道:“你的算法自然精我百倍,可是我問你:將一至九這九個數字排成三列,不論縱橫斜角,每三字相加都是十五,如何排法?”


黃蓉心想:“我爹爹經營桃花島,五行生剋之變,何等精奧?這九宮之法是桃花島陣圖的根基,豈有不知之理?”當下低聲誦道:“九宮之義,法以靈龜,二四為肩,六八為足,左三右七,戴九履一,五居中央。”邊說邊畫,在沙上畫了一個九宮之圖。


那女子面如死灰,嘆道:“只道這是我獨創的秘法,原來早有歌訣傳世。”

那我們就來看一下瑛姑出的這道九宮圖。

▍九宮圖(三階幻方)

瑛姑所出的題目呢其實就是,將1~9這9個數填入下面的三乘三的表格中,使得橫、豎、斜相加之和都是十五。

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

可能很多同學覺得這個太簡單了,我小學的時候就會做了,確實這個問題難度不大,不過黃蓉所說的口訣還是蠻有意思的,我們來看一下:

九宮之義,法以靈龜,二四為肩,六八為足,左三右七,戴九履一,五居中央。

啥意思咧,意思是將這個九宮圖當成一個龜,2和4放在龜的肩膀上,6和8放在龜的腳上,左邊是3,右邊是7,頭上是9,尾巴是1,5在中間。

需要注意的是,古代寫字是從右往左寫的,所以“二四為肩,六八為足”也是要按照從右往左寫的順序來的。

我們按照口訣來畫到龜龜上,就是這樣了:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

把它整理到表格上:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

其實這個圖形,就是我們古代所說的洛書,就是封面圖的這個樣子:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

這個圖中小圓圈的數量就分別代表了所對應的數字;

據傳說,有神龜從洛水中出現,背上馱著的就是洛書,伏羲氏得到它據此畫出了八卦(河出圖,洛出書,聖人則之。)

下面這個圖就是神龜背上馱著洛書的樣子:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

▍四四圖(四階幻方)

接下來,黃蓉又繼續往下介紹了關於幻方的內容:

那女子面如死灰,嘆道:“只道這是我獨創的秘法,原來早有歌訣傳世。”黃蓉笑道:“不但九宮,即使四四圖,五五圖,以至百子圖,亦不足為奇。就說四四圖罷,以十六字依次作四行排列,先以四角對換,一換十六,四換十三,後以內四角對換,六換十一,七換十。這般橫直上下斜角相加,皆是三十四。”那女子依法而畫,果然絲毫不錯。

我們來按照黃蓉所說的方法來填一下:

首先把數字從一到十六順次放入表格中,

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

接下來將四個角分別對換位置:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

再將裡面的四個角互相交換位置:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

這樣我們所得到的幻方的橫、豎、斜相加都是34啦~

▍九宮八卦圖

說完這些,黃蓉又繼續介紹:

黃蓉道:“那九宮每宮又可化為一個八卦,八九七十二數,以從一至七十二之數,環繞九宮成圈,每圈八字,交界之處又有四圈,一共一十三圈,每圈數字相加,均為二百九十二。這洛書之圖變化神妙如此,諒你也不知曉。”舉手之間,又將七十二數的九宮八卦圖在沙上畫了出來。

這個九宮八卦圖看起來有點難,其實呢只需要圈內的數字相加起來相等就好了,並不需要橫、豎、斜相加相等,所以也不是很難啦~

這一題小說裡沒有說如何來解,那我們就一起來解解看好了。

先按照書中所說的內容把圖畫出來:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

如圖所示,八個數圍成一個圈,九宮格的九個圈加上交界處的四個圈一共十三個圈,我們要在這十三個圈中填入72個數,使得每個圈中的數字之和為292。

仔細觀察這個圖,我們能夠發現我們可以把每斜著的兩個數看做一組,

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

這樣這個圖就可以簡化成這樣:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

只要我們能讓這個圖中每個中的數字相等,也就是每兩個數的和相等,就能夠滿足題裡的要求啦~

想讓各組數相等,可就簡單的多了, 只需要把從1到72這些數首尾配對、兩兩一組,即1與72一組,2與71一組,以此類推,再把各組數分別填入就好啦,我們最後得到的答案是這樣的:

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书

▍小結

總結一下,這次我們主要介紹了三階幻方(洛書)、四階幻方(四四圖)以及九宮八卦圖這三種幻方。

關於幻方,其實是有著通用的解法的,通常要分為奇數階、單偶數階和雙偶數階這三種情況來討論,不過具體解法比較複雜篇幅有限,我們就以後有機會再來介紹好啦~

[1] 金庸. 射鵰英雄傳[M]. 北京: 生活·讀書·新知三聯書店, 1994.

好玩的數學

好玩的數學以數學學習為主題,以傳播數學文化為己任,以激發學習者學習數學的興趣為目標,分享有用的數學知識、有趣的數學故事、傳奇的數學人物等,為你展現一個有趣、好玩、豐富多彩的數學世界。

武侠小说中的数学(三)——幻方、九宫八卦与河图洛书


分享到:


相關文章: