[研究] 神秘的魔板
前几天看《可怕的科学——特别要命的数学》
看到一章《吉帕特的大轮回》
十分有意思,简直是表白神器!!
先来玩个小游戏
这是一块「魔板」,我们按下面操作:
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选一个白色格子,把它涂成蓝色,并把这个格子同行列的格子涂成红色。
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在剩下的白色格子里重复执行上面的操作,直到你涂了 5 个格子为止。
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把蓝色格子里的数加起来,你会发现答案总是 666!
例如如下:
通过上图我们可以得出 !
如何打造一个爆款魔板
- 先画好一个 的表格。
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选择一个你想要的结果 (就如上面的 666)。这里我使用 。
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选择九个正整数使它们的和等于 。我这里随便选了 。
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在这九个数之间选择其中五个数填在表格的某一列,并将它亲切地称为「固定列」。
- 在剩下的四列中,在每一列顶端随机写下剩下的四个正整数(不是填进格子里,写在表格的上面),这个数字称为这一列的「幸运数字」。
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对于剩下的 20 个格子:等于这个格子所在的一列的「幸运数字」加上这个格子所在一行的与「固定列」相交的格子里的数。
例如左上角的格子所在的一列的「幸运数字」是 2 ,所在一行的与「固定列」相交的格子里的数是 99,那么左上角这个格子就是 。
- 以此类推,我们可以得到下面这个表格:
- 别忘了把你的「幸运数字」擦掉避免被人发现。
这样,表格就完成了。
这是什么原理?
首先,你有没有发现关键的一点:
涂蓝色的五个格子一定互不同行不同列。
因为我们每选完一个格子,我们就把它同行同列的格子涂成红色了,因此我们就不能选与它同行同列的格子了,因此这五个格子一定互不同行不同列。回到这张图:
因为只有五列五列,因此被选中的格子也有五个,他们还不同行同列,那么每行每列有且仅有一个被选中的格子。又因为每个格子是同行同列的「幸运数字」和「固定列」上的数字的和(「固定列」上的「幸运数字」可以看做是 0)。那么你能否想到,每个「固定列」上的数字有且仅有一次被加到结果里,而且「幸运数字」也是有且仅有一次被加到结果里?
如果你不能想到,那也别急,我们可以这样想:
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对于每个「幸运数字」来说,如果有一个蓝色格子被选到在它的这一列,那么就给答案加上这个「幸运数字」。
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同样的,对于每个「固定列」上的数字来说,如果有一个蓝色格子被选到在它的这一行,那么就给答案加上这个数字。
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因为我们刚刚说那么每行每列有且仅有一个涂蓝色的格子,那么每个「幸运数字」和「固定列」上的数有且仅有一次被加到结果里。
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那么答案就是每个「幸运数字」和「固定列」上的数的总和,也就是你想要的数字。
而为什么要选择九个正整数的原因也昭然若揭了:
因为能让每行每列都能都能只被选中一次。
更 多 玩 法
如果你已经掌握了原理,你就能制作出无数个这样的表格。如果你比较聪明,你就还找到更多玩法:
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表格不一定是的正方形,可以是的正方形,只不过记住制作时是选择 个数的总和成为你的结果。
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你所选择的那九个数也不一定是正整数,可以是任何实数!
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做好后可以把魔板里的数字旋转、翻转或者扔进油锅里炸一炸。