文档内容
小学数学思维训练
-- --数阵
一、知识讲解
把给定的一些数,按照一定的要求或规律填在某一特定形状的图形中,这
样的图形叫做数阵图,有时简称数阵。
传说在四千年前,洛河洪水泛滥,大禹去治水。有一天,从河里浮出一只
大乌龟,龟驮着一本书,称为“洛书”,书上有一幅奇特的图案(见下左
图)。
4 9 2
3 5 7
8 1 6
这幅图用现在的数字表示,即为1到9这九个数字,填在九个格子里,每
一纵列、每一横行以及两条对角线上的三个数字之和都是 15(见上右图)。
多么巧妙、奇特的数字图!我国古代数学家称它为“纵横图”或“九宫图”,
国外称它为“魔方”或“幻方”。我们这一讲学习的数阵问题就是由幻方演
变而来的填数问题。
数阵是由幻方演化出来的另一种数字图。幻方一般均为正方形。图中纵、
横、对角线数字和相等。数阵则不仅有正方形、长方形,还有三角形、圆、
多边形、星形、花瓣形、十字形,甚至多种图形的组合。变幻多姿,奇趣迷人。一般按数字的组合形式,将其分
为三类,即辐射型数阵、封闭型数阵、复合型数阵。
数阵的特点是:每一条直线段或由若干线段组成的封闭线上的数字
的和相等。
它的表达形式多为给出一定数量的数字,要求填入指定的图中,使其具备
数阵的特点。
解决数阵问题的一般思路是:
1.求出条件中若干已知数字的和。
2.根据“和相等”,列出关系式,找出关键数——重复使用的数。
3.确定重复用数后,对照“和相等”的条件,用尝试的方法,求出其他各
数。有时,因数字存在 不同的组合方法,答案往往不是唯
一的。
二、例题解析:
例1 将1~5五个数字,分别填入下图的五个○中,使横、竖线上的三个数字和
都是10。
[来源:Zxxk.Com]
解:已给出的五个数字和是:1+2+3+4+5=15题中要求横、竖每条线上数字和都是10,两条线合起来便是20了。20-
例2将自然数1至9,分别填在下图的方格中,使得每行、每列以及两条对角线
上的三个数之和都相等。
解:中间一格所填的数,在计算时共算了4次,所以可先填中间一格的数。
(l+2+3+……+9)÷3=15,则符合要求的每三数之和为15。显然,中间一
数填“5”。再将其它数字顺次填入,然后作对角线交换,再通过旋转(如下图
),便得解答如下。例3将 1~7七个数字,分别填入
图中的各个○内,使每条线上的三个数和相等。
解:图中共有3条线,若每条线数字和相等,三条线的数字总和必为3的倍
数。设中心数为a,a被重复使用了2次。总和为1+2+3+4+5+6+7+2a=
28+2a,28+2a应能被3整除。(三条线段分为三组数)
三数。
例4下图是四个互相联系的三角形。把1~9九个数字,填入○中,使每个三角
形中数字的和都是15。解:每个三角形数字和都是 15,四个三角形的数字和便是:15×4=60,而
1~9九个数字和只有45。45比60少15。怎样才能使它增加15呢?靠数字重
复使用才能解决。
把中间的三角形各顶角数字先填出,其他各个三角形便容易解决了。右图是其
中的一种。
例5 在下列图中三个正方形中,每个正方形的四个顶点上,只填入1,2,3,
4四数,使图中八个三角形顶点数字和互不相同。
解:图中,顶角在大正方形边上的四个三角形,顶角都分别为两个三角形
共用,只有正方形的四个角分别只属于一个三角形,所以,四个三角形顶点数
字的和应等于:(1+2+3+4)×3=30
30不是4的倍数,因而,外面的四个三角形顶点数字和不可能相等。同理,
里面的四个三角形顶点数字和也不可能相等。
[来源:Z。xx。k.Com]三、巩固练习
(一)选择题
1.在下图的七个○中各填上一个数,要求每条直线上的三个数中,中
间一个数是两边两个数的平均数。
现已填好两个数,那么X=_______。
A.12 B.15 C. 19 D.16(二)填空题
1.把1~9九个数字,分别填入下图○中,使每边上四个数的和都是21。
2.1~11十一个数字,填入下图各○中,使每条线段上的数字和相等。
3.将1—8这八个自然数分别填入图中的○内,使每个大圆上五个○内所填
数的和等于21。
(三)解答题
1.将1~12分别填入下图○中,使图中每个三角形周边上的六个数的和都
相等。2.请你在下 图的4×4方格
中填上适当的数 字,使图中每条直线上的四个数字之和
都相等。
[来源:学&科&网]
3.在图 (1)中,同一个圆圈内
四个数的和都是15。请在图(2)
中的空白部分填上适当的数(2、3、5、7),使每个圆圈内四个数的和仍然等于
15。
巩固练习答案:
(一)选择:1.C(二)填空:
1.多种填法,其中一种:
2. 图中共有五条线段,全部数字的总和必须是 5的倍数,每条线上的数字
和才能相等。1~11 十 一个数字和为 66,66÷5=13
余 1,必须再增加 4,可 使各线上数字和为 14。共五
条线,中心数重复使用 4次,中心数与其重复使用次
数“4”的积加上原余数 1,所得的和必须是 5 的倍数。
据此,中心数填1、6、11均可得解。以下为中心数为“1”时的解。
3.解设两个圆交叉点上的两个○内各填的数是a、b,那么,在计算两个大
圆周上10个数的和时,a和b都多加了一次,根据题目的要求,1+2+3+…
+7+8+a+b=36+(a+b)除以2应是21,所以a+b=6.但在1~8这8个数中,只有
1+5=6、 2+4=6两种情况。如果中间两个○内分别填1和5,另
(三)解答:
1.解:图中共有四个三角形,共有六个边。1~12的数字和是78。每条边
上的数字和应为:78÷6=13。
这样,我们可以推想:因为内部的三条边都被重复计算两次,只要每个数
增加1,十二个数的总和便增加6,它们同样可以填出来,因而,本题的解法是
很多的。
[来源:学.科.网]2.解:要使图中每条直线上的四个数字之和都相等,那么每一行
、每一列及两对角线上的四个数
字只能是1、9、8、3,并且每一个数字在同一直线上只能出现一次.根据这一
特点,可以采取尝试推导法,逐步填出图中各空格上的数。
如下左图,A格中只能填8或3,若A格填8,则B格只能填3或9,尝试B格只
能填3,这样C格必须填9,D格只能填1,E、F两格应分别填8、1,至此,剩
下的空格便可顺利填出了(如下右图)。如果A格中填3,仿刚采用的尝试推导
法,也可得到另一填法(略)。