(1)4+11+5+10=9+6+7+8
(2)4+11+6+9=5+10+7+8
(3)4+5+7+8=6+9+5+10
例20.25、0.75、22.5、、。
解:这类题的各个数间都存在一定的相互关系,并不是彼此孤立毫无联的。它们都隐含着递增、递减或倍数关系。要认真地观察、分析,找出其中的规律。
本题的各数,愈向后愈大,而且相邻两数间,后一个数总是它前一个数的3倍。发现这个规律后,往后的数便可很容易的填出来了。
即:6.75(2.25×3)、20.25(6.75×3)
例30、1、1、2、3、5、8、、。
解:这道题初看似无规律:数字虽然逐渐增多,但增多的部分并不相同,又不成倍数关系。仔细分析后,便可发现:后面的数总是它前面两个数的和,这样,问题便迎刃而解了。接下去应填:13(5+8=13)、21(8+13=21)。
例4解:每个分数的分子都比分母大,而且差数都是3。因此可推断最后一个分数的分子是23+3=26,即“?”处应填26。
例5解:每个图中,上端的数是被除数,下端的两个数是除数和商。因此,?=63÷9=7。
例6解:这类题必须仔细观察,反复分析,才能发现共同的规律,否则,把部分数间的关系当作共同特点,便误入歧途了。本题对顶的两个数间存在共同规律,即较大的数都是较小数的2倍。题中不存在小数,因此,与19相对的数应是19×2=38,即:?=38。
例7解:这三组数,初看毫无联系。实际,每组数的第一个数都是第二、三两个数和的2倍。即:
36=(15+3)×2
24=(5+7)×2
据此,?=(13+8)×2=42
例8请你把27、32、50、72各分成任意的四个数,将分成的四个数分别填入各个括号中,使等式成立。
(1)分解27:()+2=()-2=()×2=()÷2
(2)分解32:()+3=()-3=()×3=()÷3
(3)分解50:()+4=()-4=()×4=()÷4
(4)分解72:()+5=()-5=()×5=()÷5
解:这类问题假如全靠尝试是十分麻烦的。分解成的四个数,分别填入四个括号,各式得数要相等,四个数的和还必须等于原数。
怎样分解原数便成了关键!
从乘式入手,从最小的数1试验,而后再调整。以(1)为例,若乘式填1,则全式仍保持相等就成了:
(0)+2=(4)-2=(1)×2=(4)÷2
式子虽成立了,但是分解的四个数和为:0+4+1+4=9,是27的三分之一!所以,乘式原来填的1太小了,应再扩大3倍,这样再保持等式成立,便成了:
(4)+2=(8)-2=(3)×2=(12)÷2
各式的结果都等于6。
分解的四个数和是:4+8+3+12=27。
其他各题,读者自己填填看。
例9找出头、脚数字间的规律,把“?”换成数。
解:寻找数字间的内在关系,可以把每个图作为独立的个体,考察头、脚间三个数的内在联系。也可以把三个人当作一个整体,考察数字的演化过程,用数字间加、减、乘、除,找出存在的共同规律。
若从头上的数字变化,仅三个人5→4→?看不出规律。经尝试,每个人“头上”的数,都是“脚”上数字和的一半。可知“?”是(2+8)÷2=5。
例10将“?”填上合适的数:
解:头手共三个数。
若把三人当作整体,仍看不出头上数的变化规律。把每个人当作独立的个体。经尝试,前二人头上数的规律为:中数为两边数的差。从而可知“?”应填上“2”,即5-3的差。
例11解:第一人头手三数是19、21、23。
第二个人头手三数是71、73、75。
都是连续的三个奇数。第三人手中的两个数也是奇数,可知“?”应填“5”。
例12解:小动物的四条腿和尾上都有数字。共五个。要我们求解的是尾上的数字。应考虑尾上的数可能是由四条腿上的数字而来。
通过多方尝试,第一个动物中,前两腿中两数和与后两腿中两数和相减,差为5。即:(8+6)-(4+5)=5。可知后一动物中,?=(3+9)-(4+2)=6。
例12解:小姑娘的头、手、足共有五个数字。头上的数字很可能是其余数字的计算结果。
经检验,两手数字和与两足数字和的差,恰为头上数字。
可知:?=(4+15)-(13+3)=3
例14解:三角形内角三个数的和恰为中心数。可知?=9+8+1=18
幻方
例1将1~9九个自然数,空格内,使横、坚、斜对角每三个数的和都是15。
解:在一个由若干个排列整齐的数组成的正方形中,图中任意一横行、一纵列及对角线的几个数之和都相等,具有这种性质的图表,称为“幻方”。我国古代称为“河图”、“洛书”,又叫“纵横图”。
由三行三列数组成的幻方,称为“三阶幻方”。制作这种幻方的方法是:把九个自然数,按照从小到大的递增次序斜排,然后把上、下两数对调,左、右两数也对调,最后再把中部四个数各向外拉出到正方形的四角,幻方就制成了。
幻方的神气奇有趣,还不仅仅表现在纵、横、斜和为15,它具备的许多奇妙特性,人们尚未充分认识。
例1将1~9九个自然数,填在3×3正方形表格内,使其中每一横行、每一竖列及任一条对角线上的三数之和都不等,并且相邻的两个数在图中位置也相邻。
解:具备题中特征的称为“反幻方”。
据美国当代科普作家加德纳研究发现,符合上述条件的反幻方,只有两个,即:反幻方也很有趣,瞧,它的数字排列酷似个螺旋,前一个由外向内转,后一个由内向外转。
这使我们想到古代的回文诗。
莺啼岸柳
月明弄
夜睛春
这是一首联珠顶真的回文诗,自外向内再自内向外,如螺旋,可读作:莺啼岸柳弄春晴,柳弄春晴夜月明。
明月夜睛春弄柳,睛春弄柳岸啼莺。
看一下,它们多么相像!
例2上海博物馆存有一块伊斯兰教徒佩带的玉挂,它是从浦东陆家嘴附近一个名叫陆深的墓中发现的。据考证,陆深是三国时东吴大将陆逊的后人。玉挂的正面刻有:“万物非主,惟其真宰,穆罕默德为其使者。”玉挂的反面却整齐地刻着16个阿拉伯数字,经过专家的破译,原来是个四阶完全幻方。请你认真地计算一下,这个幻方有哪些更奇特的特点?
解:这个幻方具有如下特点:
①纵、横、对角线四数之和(34)都相等。
②对角线“折断”平行线上四数之和也相等,如:
11+13+4+6=3+5+14+12
=34
14+2+3+15=5+9+12+8
=13+16+4+1
=11+7+6+10
③幻方中,任何一个2×2正方形中四数之和也是相等的,例如:
8+11+13+2=11+14+2+7
=14+1+7+12
=34……
④幻方中,任何一个3×3正方形,它的四个角数字之和也是34如:
8+9+14+3=11+6+1+16
=34……
数阵
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。
一、辐射型数阵
例1将1~5五个数字,分别填入的五个○中,使横、竖线上的三个数字和都是10。
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。20-15=5,怎样才能增加5呢?因为中心的一个数是个重复使用数。只有5连加两次才能使五个数字的和增加5,关键找到了,中心数必须填5。确定了中心数后,按余下的1、2、3、4,分别填在横、竖线的两端,使每条线上数的和是10,便可以了。
例2将1~7七个数字,分别填入各个○内,使每条线上的三个数和相等。
解: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,则a被重复使用了2次。即,
1+2+3+4+5+6+7+2a=28+2a
28+2a应能被3整除。
(28+2a)÷3=28÷3+2a÷3
其中28÷3=9余1,所以2a÷3应余2。由此,便可推得a只能是1、4、7三数。
当a=1时,28+2a=3030÷3=10,其他两数的和是10-1=9,只要把余下的2、3、4、5、6、7,按和为9分成三组填入两端即可。
同理可求得a=4、a=7两端应填入的数。
例3将从1开始的连续自然数填入各○中,使每条线上的数字和相等。
解:共有三条线,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被重复使用了两次,即:
1+2+3+……+10+2a=55+2a
55+2a应能被3整除。
(55+2a)÷3=55÷3+2a÷3
其中,55÷3=18余1,所以2a÷3应余2。由此,可推知a只能在1、4、7中挑选。
在a=1时,55+2a=57,57÷3=19,即中心数若填1,各条线上的数字和应为19。但是除掉中心数1,在其余九个数字中,只有两组可满足这一条件,即:
9+7+2=18
8+6+4=18
7+5+3=15
所以,a不能填1。
经试验,a=7时,余下的数组合为12(19-7=12),也不能满足条件。因此,确定a只能填4。
例4将1~9九个数字,填入各○中,使纵、横两条线上的数字和相等。
解:1~9九个数字和是:1+2+3+……+9=5×9=45
把45平分成两份:45÷2=22余1。
这就是说,若使每行数字和为23,则需把1重复加一次,即中心数填1;若使数字和为24,中心数应填3……。总而言之,因45÷2余数是1,只能使1、3、5、7、9各个奇数重复使用,才有可能使横、竖行的数字和相等。因而,此题可有多种解法。但中心数必须是9以内的奇数。
例5将1~11十一个数字,填入各○中,使每条线段上的数字和相等。
解: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,填1恰符合条件。
此题的基本解法是:中心数重复使用次数与中心数的积,加上原余数1,所得的和必须是5的倍数。据此,中心数填6、11均可得解。
二、封闭型数阵
例1把2、3、4、5、6、7六个数字,分别填入○中,使三角形各边上的数字和都是12。
解:要使三角形每边上的数字和都是12,则三条边的数字和便是12×3=36,而2+3+4+5+6+7=27,36与27相差9。
三个角顶的数字都重复使用两次,只有这三个数字的和是9,才能符合条件。确定了角顶的数字,其他各数通过尝试便容易求得了!
这题还可有许多解法,上例只是其中一种。
例2把1~9九个数字,分别填入○中,使每边上四个数的和都是21。
解:要使三角形每条边上的数字和是21,则三条边的数字和便是:21×3=63。而1~9九个数字的和只有45。45比63少18,只有使三角形三个顶角的数字和为18,重复使用两次,才能使总和增加18。所以应确定顶点的三个数。上面是填法中的一种。确定了顶角的数后,其他各数便容易了。
例3有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。