3×3魔方陣の真ん中は5をプログラムで自動に解く
魔方陣の解き方を右図を参考に説明します。真ん中は5で隅は偶数になります。
- 1から9までの合計は45。
- 1列の合計は15。
- 魔方陣の真ん中は5に限る。隅は偶数に限るというのが解き方のコツ。”隅”と”偶”が似ていると、こじつけで覚えればいいでしょう。
- 魔方陣を自動プログラムで解く(おまけ)すでに、5は入っています。残りの8マスに数字を入力していくと、プログラムが縦・横・斜めの合計を計算してくれます。
1から9までの合計は45
1+2+…+7+9=(1+9)×9÷2=45
一般に1+2+…+n=(1+n)×n÷2となりますが、パスカルはこれを小学生の時に証明しました。現在の日本では、高校数学Bで習う等差数列の和です。高校では、文字(AとかX)を使って、抽象的に考えるから、理解できない人は、思ったよりもいます。
小学生でも高校の数学が理解できる
小学生でも、具体的な数字で考えれば、なんとなく理解できると思います。1から9までの合計は、順番を並べ替えて、
1+2+3+4+5+6+7+8+9=
(1+9)+(2+8)+(3+7)+(4+6)+5=
10×4+10×0.5=10×4.5=45となります。
これは、結局、(最初の1+最後の9)×(数字の個数 9)÷2という計算になります。高校数学Bで習う等差数列の和です。
具体的に理解した後なら、抽象的、厳密な説明も理解し易くなります。よって、小学生には無理だ、と考えないで、難しそうな事にチャレンジしてください。
1列の合計は15
3列全部の合計が45ですから、1列の合計は15になります。
真ん中のマスは5に限る
上の魔方陣の図で、(斜め・横・斜め・縦の合計は15だから)
X+A1+A2=15
X+B1+B2=15
X+C1+C2=15
X+D1+D2=15
これを連立方程式と思うと、変数が9個で式が4つですから、解けない可能性がありますが、真ん中のXだけは解けます。
4つの式を辺々たすと
4X+A1+A2+B1+B2+C1+C2+D1+D2=15×4=60。
一方、9マス全部の合計は
X+A1+A2+B1+B2+C1+C2+D1+D2=45。辺々引くと
3X=15。∴X=5。
隅は偶数に限る
真ん中のマスに5を入れた後、隅は偶数に限るというのが解き方のコツです。
対称や回転で重なるものを除けば、3×3魔方陣の解は図の1通りです。魔方陣の作り方は何通り(プログラム利用で)に続く。
魔方陣の覚え方
隅という字と、偶数の偶という字が似ているのは偶然ですが、これが、こじつけの魔方陣の解き方の覚え方です。
3×3魔方陣をJavaScriptのプログラムを利用して解く
スマホの場合、動作が遅くなる事があります。
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左の?の所に、1から9までの数字を半角で入れてください。次のマスをクリックすると、縦横合計が計算されます。
魔方陣の真ん中のマスは5に限る、隅には偶数しか入らないという事を知っていれば、小学生でも魔方陣を作る事は難しくないでしょう。
このJavaScriptのプログラムは、約百行でできています。JavaScriptのプログラムコード
全角で数字を入力しても、半角に自動的に変換されるように修正した。2021年11月20日。
魔法陣と魔方陣の違い
- 魔法陣は、魔術において使われる図形で、水木しげるの『悪魔くん』や衛藤ヒロユキの『魔法陣グルグル』で広まった言葉です。このページに出てくる3×3魔方陣とは、別物です。
- 魔方陣は、一部の数学者が研究している分野です。簡単な数学を使えば、n×nの魔方陣の1列の和は、n(n2+1)/2となります。
最後まで読んでいただいて、ありがとうございました。