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完美幻立方


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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n×n正交切片的对角线之和都等于同一个数(即幻和 M_3(n))。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)。

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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“5×5×5--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。

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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。

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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)。

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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)。

n阶数
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

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