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完美幻立方


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完美幻立方是指這樣一種幻立方:它的行、列、柱、空間對角線,以及每個n×n正交切片的對角線之和都等於同一個數(即幻和 M_3(n))。雖然這種術語在已出版的文獻中是標準的(Gardner 1976,Benson and Jacoby 1981,Gardner 1988,Pickover 2002),但有人在不同時期建議將這種立方體稱為邁爾斯立方體、邁爾斯對角線立方體或對角線幻立方(Heinz)。

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存在一個一階的平凡完美幻立方,但不存在 2-4 階的完美幻立方(Schroeppel 1972;Benson and Jacoby 1981,pp. 23-25;Gardner 1988)。雖然自 19 世紀後期以來,人們就已經知道 7 階和 9 階的普通完美幻立方,但長期以來人們並不知道是否存在 5 階或 6 階的完美幻立方(Wells 1986,p. 72),儘管 Schroeppel (1972) 和 Gardner (1988) 指出,任何這樣的立方體的中心值都必須為 63。(令人困惑的是,Benson 和 Jacoby(1981,p. 5)給出的表格中包含條目“5×5×5--僅限泛對角線”,錯誤地暗示了 5 階完美幻立方是不可能的。)然後,在 2003 年 11 月 14 日,C. Boyer 和 W. Trump 發現了上面以三維形式和橫截面形式展示的五階完美幻立方(Schroeppel 2003,Augereau 2003,Weisstein 2003)。正如預期的那樣,這個立方體的中心值為 63。

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Boyer 和 Trump 的發現緊隨 Trump 在 2003 年 9 月 1 日首次發現的已知 6 階完美幻立方(Boyer),如上圖所示。

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第一個發表的完美幻立方是由劍橋聖約翰學院的 A. H. Frost 牧師發現的 7 階立方體(Frost 1866)。由於 Frost 曾是印度納西克的傳教士,他將他構造的這種特殊型別的幻立方稱為納西克立方體。Langman (1962) 隨後構造了另一個 7 階完美幻立方,R. Schroeppel 和 Ernst Straus 也發現了其他的完美幻立方(Wells 1986,p. 72)。

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第一個發表的 8 階完美幻立方是由 Gustavus Frankenstein 構造的,並於 1875 年 3 月 11 日在《辛辛那提商業報》上發表(Barnard 1888,Gardner 1976,Benson and Jacoby 1981,Gardner 1988;Boyer)。Frankenstein 對他的發現充滿詩意,他接著寫道:“這個發現給我帶來的滿足感比我在門檻下發現金礦還要大;正是這樣的喜悅讓貧窮比克羅伊索斯的財富更甜蜜。” Ball 和 Coxeter (1987) 討論了 8 階完美幻立方的構造。Rosser 和 Walker 在 1930 年代後期重新發現了 8 階立方體,但沒有發表,Myers 在 1970 年獨立發現了上面顯示的立方體(Wells 1986,p. 72;Gardner 1988)。

Frost (1878) 發現了一個 9 階完美幻立方,但它沒有使用連續的數字。第一個發表的 9 階普通完美幻立方是由 Planck (1905) 發現的。第一個 10 階完美幻立方是 Li Wen 在 1988 年構造的,並在 2003 年 12 月告知了 C. Boyer。11 階和 12 階的完美幻立方也是已知的(Barnard 1888,Benson 1981,Boyer)。下表總結了已知的完美幻立方及其發現者 (Boyer)。

n階數
3不可能
4不可能 (Schroeppel 1972)
5Trump 和 Boyer (Boyer, Weisstein 2003)
6Trump (Boyer, Weisstein 2003)
7Frost (1866)
8Frankenstein (1875)
9Planck (1905)
10李文 (1988, Boyer)
11Barnard (1888)
12Benson (1981)

另請參閱

重幻立方, 幻立方, 幻方, 幻超立方體, 納西克立方體, 泛對角完美幻立方, 半完美幻立方

使用 探索

參考文獻

Andrews, W. S. 幻方和幻立方,第二版修訂版 New York: Dover, 1960.Augereau, J.-F. "一項毫無用處的數學發現。" 2003 年 12 月 6 日。 http://www.lemonde.fr/web/article/0,1-0@2-3208,36-344914,0.html.Ball, W. W. R. 和 Coxeter, H. S. M. 數學娛樂與散文,第 13 版 New York: Dover, pp. 216-224, 1987.Barnard, F. A. P. "幻方和幻立方理論。" Mem. Nat. Acad. Sci. 4, 209-270, 1888.Benson, W. H. 和 Jacoby, O. 幻立方:新的娛樂。 New York: Dover, 1981.Boyer, C. "完美幻立方。" http://www.multimagie.com/English/Perfectcubes.htm.Frankenstein, G. "一個大難題:新奇而又奇妙——幻立方——一個偉大的奇觀——8 階幻立方——由 512 個數字組成,包括從 1 到 512 的每個數字,由三十個不同的相等正方形和 244 個不同的相等行組成——公共和為 2,052。" 《辛辛那提商業報》。1875 年 3 月 11 日。Frost, A. H. "幻立方的發明。" Quart. J. Math. 7, 92-102, 1866.Gardner, M. "數學遊戲:幻方的一項突破,以及第一個完美幻立方。" Sci. Amer. 234, 118-123, 1976 年 1 月。Gardner, M. "數學遊戲:一些優雅的磚塊堆砌問題,以及一個新的 7 階完美幻立方。" Sci. Amer. 234, 122-129, 1976 年 2 月。Gardner, M. "幻方和幻立方。" 第 17 章,時間旅行和其他數學迷惑。 New York: W. H. Freeman, pp. 213-225, 1988.Heinz, H. "幻立方——通往完美之路。" http://members.shaw.ca/hdhcubes/cube_perfect-2.htm.Heinz, H. "完美幻超立方體。" http://members.shaw.ca/hdhcubes/cube_perfect.htm.Langman, H. 玩轉數學。 New York: Hafner, pp. 75-76, 1962.Peterson, I. "數學之旅:完美幻立方。" 2004 年 1 月 3 日。 http://www.sciencenews.org/20040103/mathtrek.asp.Pickover, C. A. 幻方、圓和星的禪意:跨維度驚人結構的展示。 Princeton, NJ: Princeton University Press, 2002.Planck, C. 路徑納西克理論。 Rugby, England: 私人出版, 1905.Rosser, B. 和 Walker, R. J. 妖幻方代數理論的延續。 pp. 729-753, 1939.Schroeppel, R. Beeler, M.; Gosper, R. W.; 和 Schroeppel, R. 中的專案 50 HAKMEM。 Cambridge, MA: MIT 人工智慧實驗室,備忘錄 AIM-239, p. 18, 1972 年 2 月。 http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/number.html#item50.Schroeppel, R. "5 階幻立方。" 私人通訊,2003 年 11 月 14 日。Trump, W. "關於幻方的筆記。" http://www.trump.de/magic-squares/.Weisstein, E. W. " 頭條新聞:發現 5 階完美幻立方。" 2003 年 11 月 18 日。 https://mathworld.tw/news/2003-11-18/magiccube/.Wells, D. 企鵝好奇和有趣的數字詞典。 Middlesex, England: Penguin Books, p. 72, 1986.Wynne, B. E. "7 階完美幻立方。" J. Recr. Math. 8, 285-293, 1975-1976.

在 中引用

完美幻立方

請引用為

Weisstein, Eric W. “完美幻立方。” 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/PerfectMagicCube.html

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