素数倒数幻方

✍ dations ◷ 2025-11-29 07:41:46 #趣味数学,幻方

素数倒数幻方(prime reciprocal magic square)是指用素数倒数及其倍数的循环小数各位数组成的幻方。有些素数的倒数则可以形成对角线和也满足条件的幻方。

考虑在十进制下的1/7,其小数为循环小数1/7 = 0·142857142857142857...,若再考虑其倍数,会看到这六个数字的循环排列(英语:cyclic permutation):

1/7 = 0·1 4 2 8 5 7...2/7 = 0·2 8 5 7 1 4...3/7 = 0·4 2 8 5 7 1...4/7 = 0·5 7 1 4 2 8...5/7 = 0·7 1 4 2 8 5...6/7 = 0·8 5 7 1 4 2...

若用上述数字形成方阵,每一列的和是1+4+2+8+5+7,即为27,每一行的和也是27,若不考虑对角线,因此可以形成一个幻方:

1 4 2 8 5 72 8 5 7 1 44 2 8 5 7 15 7 1 4 2 87 1 4 2 8 58 5 7 1 4 2

不过其对角线不是27。

考虑1/19的倍数,下一行是上一行的二倍,而小数位数似乎右移一位:

01/19 = 0.052631578,94736842102/19 = 0.1052631578,9473684204/19 = 0.21052631578,947368408/19 = 0.421052631578,94736816/19 = 0.8421052631578,94736

分子乘以2会让小数的位数右移一位:

在1/19形成的方阵中,其最大周期为18,每一行及每一列的和是81,而且对角线也是81,完全符合幻方的条件:

01/19 = 0·0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1...02/19 = 0·1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2...03/19 = 0·1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3...04/19 = 0·2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4...05/19 = 0·2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5...06/19 = 0·3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6...07/19 = 0·3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7...08/19 = 0·4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8...09/19 = 0·4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9...10/19 = 0·5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0...11/19 = 0·5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1...12/19 = 0·6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2...13/19 = 0·6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3...14/19 = 0·7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4...15/19 = 0·7 8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5...16/19 = 0·8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8 9 4 7 3 6...17/19 = 0·8 9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7...18/19 = 0·9 4 7 3 6 8 4 2 1 0 5 2 6 3 1 5 7 8...

在各素数在不同进制下,也可能会有相同的现象,以下是列表,列出素数、进制以及幻方和 ((进制-1) 乘 (素数-1) / 2:

Rademacher, H. and Toeplitz, O. The Enjoyment of Mathematics: Selections from Mathematics for the Amateur. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 158–160, 1957.

Weisstein, Eric W. "Midy's Theorem." From MathWorld—A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/MidysTheorem.html

相关

  • 睾丸癌睾丸癌(英语:Testicular cancer)是一种发展于男性生殖系统之一睾丸上的癌症。在美国,每年约8,000至9,000人被诊断出患有睾丸癌。男人一生中得到睾丸癌的几率大约为0.4%。睾丸癌
  • Swiss-ProtUniProt(联合的蛋白)是一个全面的,高质量的,免费使用的蛋白质序列与功能信息数据库,许多内容来自基因组计划,它还包含了大量来自研究文献的关于蛋白的生物学功能信息。UniProt共同
  • 会子会子是中国南宋时的纸币,绍兴三十年(1160年)于临安首度发行。绍兴末年,南宋政府铜钱紧缺,开始以票据“会子”应付开支,先在临安地区使用,叫“东南会子”。绍兴三十年(1160年)二月,钱端
  • 姊(姐),通常在口语中多称为姊姊、姐姐或家姐,中国古代又称女兄。一般来说是用来称呼比自己年长、而又是同一父亲或母亲所生的女性。有时也有用作较自己年长的女性朋友的称呼,或用
  • CRHCRH可能指:
  • 高卢蜜环菌异养腐生真菌高卢蜜环菌(学名:Armillaria gallica)是一种常见的蕈类,属于蜜环菌属,为生态上重要的腐生和寄生性真菌,可伺机性地腐蚀树木根茎。本种原产于北半球温带,包括欧洲、亚洲
  • 南番顺南番顺,又名三邑。即南海县(包括今佛山市禅城区、南海区、广州市荔湾区小部)、番禺县(包括今广州市越秀区、荔湾区大部、海珠区、天河区、黄埔区、白云区、番禺区及南沙区大部)以
  • 拉斐尔·圣齐奥拉斐尔·圣齐奥(意大利语:Raffaello Sanzio,1483年4月6日-1520年4月6日),本名拉斐尔·桑蒂(Raffaello Santi),常简称拉斐尔(拉丁语:Raphael),意大利画家、建筑师。与列奥那多·达芬奇和米
  • 和克斯柏立岛和克斯柏立岛(英语:Hawkesbury Island)是一个位于加拿大不列颠哥伦比亚省的岛屿。和克斯柏立岛长43千米,最宽处19千米,面积412平方千米。和克斯柏立岛名字的来源是贸易委员会主席
  • 方献夫方献夫(1485年-1544年),初名献科,字叔贤,号西樵,广东南海县(今广东省佛山市)人,祖籍福建莆田,弘治乙丑进士,嘉靖间累官至内阁首辅、礼部尚书。方献夫出生时父亲已经去世。弘治十八年(1505