№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Магический квадратУченица 7а класса Шахова Анна |
2 |
 |
Из глубины вековСвященные, волшебные, загадочные, таинственные, совершенные… Как только их не называли! «Я не знаю ничего более прекрасного в арифметике, чем эти числа, называемые некоторыми планетными, а другими – магическими», - писал о них известный французский математик, один из создателей теории чисел Пьер де Ферма. |
3 |
 |
Магическим квадратомn-го порядка называется квадратная таблица размером n?n, заполненная натуральными числами от 1 до n2, суммы которых по всем строкам, столбцам и обеим диагоналям одинаковы. Различают магические квадраты чётного и нечётного порядка(в зависимости от чётности n). |
4 |
 |
49 2 3 5 7 8 1 6 Самый «старый» из дошедших до нас магический квадрат – таблица Ло шу (около 2200 г. до н. э.) |
5 |
 |
712 1 14 2 13 8 11 16 3 10 5 9 6 15 4 Магический квадрат 4-го порядка, был известен ещё древним индусам. Он интересен тем, что сохраняет свойство быть магическим после последовательной перестановки строк (столбцов). |
6 |
 |
В начале XVI в. немецкий художник Альбрехт Дюрер увековечил магическийквадрат в искусстве, изобразив его на гравюре «Меланхолия» |
7 |
 |
163 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1 Квадрат Дюрера имеет размер 4?4 и составлен из шестнадцати первых натуральных чисел, сумма которых в каждой строке, столбце и на диагонали равна 34. |
8 |
 |
163 2 13 16 3 2 13 5 10 11 8 5 10 11 8 9 6 7 12 9 6 7 12 4 15 14 1 4 15 14 1 Оказывается, 34 равны и суммы других четвёрок чисел: расположенных в центре, в угловых клетках, по бокам центрального квадрата, а также образующих четыре равных квадрата, на которые можно разделить исходный квадрат |
9 |
 |
Как построить магический квадратПоиском способов составления магических квадратов многие математики. Известные на сегодня правила построения таких квадратов делятся на три группы в зависимости от порядка квадрата. Однако общего метода построения до сих пор не существует. |
10 |
 |
Построение магического квадрата нечётного порядкаМетод Баше был известен ещё древним индусам и не раз открывался заново. Французский математик Баше де Мезириак открыл этот метод ещё в XVII в. |
11 |
 |
Все натуральные числа от 1 до 25 запишем в клетках по диагонали (по 5в ряд) так, чтобы получился диагональный квадрат 1 6 2 11 7 3 16 12 8 4 21 17 13 9 5 22 18 14 10 23 19 15 24 20 25 |
12 |
 |
Выделим в центре квадрат размером 55. Он и составит основу будущего магического квадрата. 1 6 2 11 7 3 16 12 8 4 21 17 13 9 5 2 18 14 10 23 19 15 24 20 25 |
13 |
 |
16 2 11 24 7 20 3 16 4 12 25 8 16 4 21 17 5 13 21 9 5 2 10 18 1 14 2 10 23 6 19 2 15 24 20 25 Каждое число, находящееся вне центрального квадрата, перенесём внутрь – к его противоположной стороне, сдвигаясь при этом на 5 клеток. |
14 |
 |
Магический квадрат готов11 24 7 20 3 4 12 25 8 16 17 5 13 21 9 10 18 1 14 22 23 6 19 2 15 |
15 |
 |
Построение магического квадрата чётного порядкаРассмотрим на примере магического квадрата 8-го порядка, составленного из натуральных чисел от 1 до 64. Метод включает следующие шаги. |
16 |
 |
Разделим исходный квадрат на квадраты 4-го порядкаВ каждом из них закрасим все клетки, лежащие на обеих диагоналях |
17 |
 |
Заполним клетки построчно данными числами, двигаясь слева направо исверху вниз, пропуская при этом те из них, что соответствуют закрашенным клеткам. 2 3 6 7 9 12 13 16 17 20 21 24 26 27 30 31 34 35 38 39 41 44 45 48 49 52 53 56 58 59 62 63 |
18 |
 |
Выделенные на первом шаге клетки заполним пропущенными числами впорядке возрастания, двигаясь справа налево и снизу вверх. Магический квадрат построен. 64 2 3 61 60 6 7 57 9 55 54 12 13 51 50 16 17 47 46 20 21 43 42 24 40 26 27 37 36 30 31 33 32 34 35 29 28 38 39 25 41 23 22 44 45 19 18 48 49 15 14 52 53 11 10 56 8 58 59 5 4 62 63 1 |
19 |
 |
Рассмотрим способы построения магического квадрата любого чётногопорядка. Во всех случаях таблицу n?n заполняют слева направо и сверху вниз натуральными числами от 1 до n2 в их естественном порядке. Затем по определённому правилу переставляют числа в некоторых клетках, после чего квадрат становится магическим. |
20 |
 |
Рассмотрим случай,когда после деления исходного квадрата на четыре равные части получаются квадраты чётного порядка. Такой квадрат называют чётно-чётным |
21 |
 |
Разделим квадрат, заполненный числами от 1 до 64, на квадраты 4-гопорядка. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 |
22 |
 |
В каждой строке и столбце верхнего левого квадрата закрасим вшахматном порядке по две клетки. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 |
23 |
 |
Для каждой из отмеченных клеток выделим тем же цветом симметричную ейотносительно вертикальной оси . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 |
24 |
 |
Число, стоящее в каждой из шестнадцати закрашенных клеток, переставимс числом из соответствующей центрально-симметричной клетки. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 |
25 |
 |
Построение квадрата завершено1 63 3 61 60 6 58 8 56 10 54 12 13 51 15 49 17 47 19 45 44 22 42 24 40 26 38 28 29 35 31 33 32 34 30 36 37 27 39 25 41 23 43 21 20 46 18 48 16 50 14 52 53 11 55 9 57 7 59 5 4 62 2 64 |
26 |
 |
Рассмотрим случай,когда после деления исходного квадрата на четыре равные части получаются квадраты нечётного порядка. Такой квадрат называют чётно-нечётным. Его строят диагональным методом, применяя три типа перестановок чисел в клетках. |
27 |
 |
Для примера возьмём квадрат 1010. Разделим заполненный числами от 1 до 100 квадрат на квадраты 5-го порядка. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
28 |
 |
В левом верхнем квадрате закрасим разным цветом три группы клеток, приэтом в каждой строке и в каждом столбце по две клетки из первой группы и по одной из второй и третьей. Одинаковым цветом выделим клетки, расположенные вдоль диагонали квадрата и прямых, ей параллельных. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
29 |
 |
Клетки, симметричные клеткам первой группы относительно вертикальнойоси, закрасим таким же цветом. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
30 |
 |
Число, стоящее в каждой из отмеченных клеток, переставим с числом изсоответствующей центрально-симметричной клетки. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
31 |
 |
Получим квадрат, над которым ещё придётся работать100 99 3 4 5 6 7 8 92 91 11 89 88 14 15 16 17 83 82 20 21 22 78 77 25 26 74 73 29 30 31 32 33 67 66 65 64 38 39 40 60 42 43 44 56 55 47 48 49 51 50 52 53 54 46 45 57 58 59 41 61 62 63 37 36 35 34 68 69 70 71 72 28 27 75 76 24 23 79 80 81 19 18 84 85 86 87 13 12 90 10 9 93 94 95 96 97 98 2 1 |
32 |
 |
Содержимое каждой клетки второй группы обменяем с содержимымсимметричной ей относительно горизонтальной оси квадрата 100 99 3 4 5 6 7 8 92 91 11 89 88 14 15 16 17 83 82 20 21 22 78 77 25 26 74 73 29 30 31 32 33 67 66 65 64 38 39 40 60 42 43 44 56 55 47 48 49 51 50 52 53 54 46 45 57 58 59 41 61 62 63 37 36 35 34 68 69 70 71 72 28 27 75 76 24 23 79 80 81 19 18 84 85 86 87 13 12 90 10 9 93 94 95 96 97 98 2 1 |
33 |
 |
Получим квадрат, над которым ещё придётся работать100 99 93 4 5 6 7 8 92 91 11 89 88 84 15 16 17 83 82 20 21 22 78 77 75 26 74 73 29 30 61 32 33 67 66 65 64 38 39 40 60 52 43 44 56 55 47 48 49 51 50 42 53 54 46 45 57 58 59 41 31 62 63 37 36 35 34 68 69 70 71 72 28 27 25 76 24 23 79 80 81 19 18 14 85 86 87 13 12 90 10 9 3 94 95 96 97 98 2 1 |
34 |
 |
Содержимое каждой клетки третьей группы обменяем с содержимымсимметричной ей относительно вертикальной оси квадрата. 100 99 93 4 5 6 7 8 92 91 11 89 88 84 15 16 17 83 82 20 21 22 78 77 75 26 74 73 29 30 61 32 33 67 66 65 64 38 39 40 60 52 43 44 56 55 47 48 49 51 50 42 53 54 46 45 57 58 59 41 31 62 63 37 36 35 34 68 69 70 71 72 28 27 25 76 24 23 79 80 81 19 18 14 85 86 87 13 12 90 10 9 3 94 95 96 97 98 2 1 |
35 |
 |
Магический квадрат построен100 99 93 7 5 6 4 8 92 91 11 89 88 84 16 15 17 83 82 20 30 22 78 77 75 26 74 73 29 21 61 39 33 67 66 65 64 38 32 40 60 52 48 44 56 55 47 43 49 51 50 42 53 54 46 45 57 58 59 41 31 62 63 37 36 35 34 68 69 70 71 72 28 27 25 76 24 23 79 80 81 19 18 14 85 86 87 13 12 90 10 9 3 94 95 96 97 98 2 1 |
36 |
 |
ВопросыИзучая способы построения магических квадратов, я поняла, что важно знать их постоянные, т. е. сумму чисел в любой строке, столбце или на диагонали. Конечно, если квадрат построен и значение n невелико, то сумму можно вычислить. А что делать, если квадрат ещё не построен? Или нужно проверить, является ли данный квадрат магическим? И как составить сам квадрат, не зная его постоянной? |
37 |
 |
Существует формула для вычисления постоянной магического квадрата |
38 |
 |
Магические квадратыЗаинтересовали меня своей занимательностью. Для их решения требуется смекалка, умение подмечать числовые закономерности. Решение таких задач доставляет удовольствие и служит прекрасной гимнастикой для ума. |
«Магический квадрат» |