完美幻立方是指这样一种幻立方:它的行、列、柱、空间对角线,以及每个
正交切片的对角线之和都等于同一个数(即幻和
)。虽然这种术语在已出版的文献中是标准的(Gardner 1976,Benson and Jacoby 1981,Gardner 1988,Pickover 2002),但有人在不同时期建议将这种立方体称为迈尔斯立方体、迈尔斯对角线立方体或对角线幻立方(Heinz)。
存在一个一阶的平凡完美幻立方,但不存在 2-4 阶的完美幻立方(Schroeppel 1972;Benson and Jacoby 1981,pp. 23-25;Gardner 1988)。虽然自 19 世纪后期以来,人们就已经知道 7 阶和 9 阶的普通完美幻立方,但长期以来人们并不知道是否存在 5 阶或 6 阶的完美幻立方(Wells 1986,p. 72),尽管 Schroeppel (1972) 和 Gardner (1988) 指出,任何这样的立方体的中心值都必须为 63。(令人困惑的是,Benson 和 Jacoby(1981,p. 5)给出的表格中包含条目“
--仅限泛对角线”,错误地暗示了 5 阶完美幻立方是不可能的。)然后,在 2003 年 11 月 14 日,C. Boyer 和 W. Trump 发现了上面以三维形式和横截面形式展示的五阶完美幻立方(Schroeppel 2003,Augereau 2003,Weisstein 2003)。正如预期的那样,这个立方体的中心值为 63。
Boyer 和 Trump 的发现紧随 Trump 在 2003 年 9 月 1 日首次发现的已知 6 阶完美幻立方(Boyer),如上图所示。
第一个发表的完美幻立方是由剑桥圣约翰学院的 A. H. Frost 牧师发现的 7 阶立方体(Frost 1866)。由于 Frost 曾是印度纳西克的传教士,他将他构造的这种特殊类型的幻立方称为纳西克立方体。Langman (1962) 随后构造了另一个 7 阶完美幻立方,R. Schroeppel 和 Ernst Straus 也发现了其他的完美幻立方(Wells 1986,p. 72)。
第一个发表的 8 阶完美幻立方是由 Gustavus Frankenstein 构造的,并于 1875 年 3 月 11 日在《辛辛那提商业报》上发表(Barnard 1888,Gardner 1976,Benson and Jacoby 1981,Gardner 1988;Boyer)。Frankenstein 对他的发现充满诗意,他接着写道:“这个发现给我带来的满足感比我在门槛下发现金矿还要大;正是这样的喜悦让贫穷比克罗伊索斯的财富更甜蜜。” Ball 和 Coxeter (1987) 讨论了 8 阶完美幻立方的构造。Rosser 和 Walker 在 1930 年代后期重新发现了 8 阶立方体,但没有发表,Myers 在 1970 年独立发现了上面显示的立方体(Wells 1986,p. 72;Gardner 1988)。
Frost (1878) 发现了一个 9 阶完美幻立方,但它没有使用连续的数字。第一个发表的 9 阶普通完美幻立方是由 Planck (1905) 发现的。第一个 10 阶完美幻立方是 Li Wen 在 1988 年构造的,并在 2003 年 12 月告知了 C. Boyer。11 阶和 12 阶的完美幻立方也是已知的(Barnard 1888,Benson 1981,Boyer)。下表总结了已知的完美幻立方及其发现者 (Boyer)。
 | 阶数 |
3 | 不可能 |
4 | 不可能 (Schroeppel 1972) |
5 | Trump 和 Boyer (Boyer, Weisstein 2003) |
6 | Trump (Boyer, Weisstein 2003) |
7 | Frost (1866) |
8 | Frankenstein (1875) |
9 | Planck (1905) |
10 | 李文 (1988, Boyer) |
11 | Barnard (1888) |
12 | Benson (1981) |
另请参阅
重幻立方,
幻立方,
幻方,
幻超立方体,
纳西克立方体,
泛对角完美幻立方,
半完美幻立方
使用 探索
参考文献
Andrews, W. S. 幻方和幻立方,第二版修订版 New York: Dover, 1960.Augereau, J.-F. "一项毫无用处的数学发现。" 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. 数学娱乐与散文,第 13 版 New York: Dover, pp. 216-224, 1987.Barnard, F. A. P. "幻方和幻立方理论。" Mem. Nat. Acad. Sci. 4, 209-270, 1888.Benson, W. H. 和 Jacoby, O. 幻立方:新的娱乐。 New York: Dover, 1981.Boyer, C. "完美幻立方。" http://www.multimagie.com/English/Perfectcubes.htm.Frankenstein, G. "一个大难题:新奇而又奇妙——幻立方——一个伟大的奇观——8 阶幻立方——由 512 个数字组成,包括从 1 到 512 的每个数字,由三十个不同的相等正方形和 244 个不同的相等行组成——公共和为 2,052。" 《辛辛那提商业报》。1875 年 3 月 11 日。Frost, A. H. "幻立方的发明。" Quart. J. Math. 7, 92-102, 1866.Gardner, M. "数学游戏:幻方的一项突破,以及第一个完美幻立方。" Sci. Amer. 234, 118-123, 1976 年 1 月。Gardner, M. "数学游戏:一些优雅的砖块堆砌问题,以及一个新的 7 阶完美幻立方。" Sci. Amer. 234, 122-129, 1976 年 2 月。Gardner, M. "幻方和幻立方。" 第 17 章,时间旅行和其他数学迷惑。 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. "完美幻超立方体。" http://members.shaw.ca/hdhcubes/cube_perfect.htm.Langman, H. 玩转数学。 New York: Hafner, pp. 75-76, 1962.Peterson, I. "数学之旅:完美幻立方。" 2004 年 1 月 3 日。 http://www.sciencenews.org/20040103/mathtrek.asp.Pickover, C. A. 幻方、圆和星的禅意:跨维度惊人结构的展示。 Princeton, NJ: Princeton University Press, 2002.Planck, C. 路径纳西克理论。 Rugby, England: 私人出版, 1905.Rosser, B. 和 Walker, R. J. 妖幻方代数理论的延续。 pp. 729-753, 1939.Schroeppel, R. Beeler, M.; Gosper, R. W.; 和 Schroeppel, R. 中的项目 50 HAKMEM。 Cambridge, MA: MIT 人工智能实验室,备忘录 AIM-239, p. 18, 1972 年 2 月。 http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/number.html#item50.Schroeppel, R. "5 阶幻立方。" 私人通讯,2003 年 11 月 14 日。Trump, W. "关于幻方的笔记。" http://www.trump.de/magic-squares/.Weisstein, E. W. "MathWorld 头条新闻:发现 5 阶完美幻立方。" 2003 年 11 月 18 日。 https://mathworld.net.cn/news/2003-11-18/magiccube/.Wells, D. 企鹅好奇和有趣的数字词典。 Middlesex, England: Penguin Books, p. 72, 1986.Wynne, B. E. "7 阶完美幻立方。" J. Recr. Math. 8, 285-293, 1975-1976.在 中引用
完美幻立方
请引用为
Weisstein, Eric W. “完美幻立方。” 来自 MathWorld—— 资源。 https://mathworld.net.cn/PerfectMagicCube.html
主题分类