Kwadrat z kwadratami
Kwadrat magiczny liczbowy i kwadrat magiczny literowy to różne magie. W tym pierwszym istotna jest suma liczb w kratkach, która powinna być jednakowa w wierszach, kolumnach i na przekątnych. W tym drugim litery powinny tworzyć wyrazy – takie same w kolejnych wierszach i w kolejnych kolumnach. Przykładem są obie magiczne wersje w formacie mini 3×3:
Magię słowno-literową można by „przetłumaczyć” na liczbową, umawiając się, że istotna jest nie suma liczb (w tym przypadku jednocyfrowych, a więc jednoznakowych, jak litery), lecz kilkucyfrowe liczby w rzędach i kolumnach. Słowa w kwadracie należałoby więc zastąpić liczbami, umieszczając odpowiednie cyfry zamiast liter – takim samym literom powinny odpowiadać jednakowe cyfry, a różnym różne. Przydałby się tylko dodatkowy warunek, aby zastępstwa nie były dowolne. Umówmy się, że ów warunek jest następujący: wszystkie liczby powinny być kwadratami. Kwadrat DOM-OSA-MAJ miałby wówczas jedno rozwiązanie:
Jednak wszystkich takich kwadratów 3×3 z kwadratami jest siedem osiem.
Proszę spróbować utworzyć kwadrat z kwadratami 4×4 – rozwiązanie jest jedno. A może ktoś da się zwieść na pokuszenie ułożenia takiego kwadratu 5×5 – tu rozwiązań jest więcej.
Uwaga: z zerami się nie bawimy.
Komentarze
Czy chodzi wyłącznie o kwadrat liczbowy, czy o kwadrat liczbowy, w którym da się potem zamienić liczby na litery tak, aby wyszły słowa?
Kwadrat liczbowy może być taki:
2116
1225
1296
6561
Żadnych polskich słów się tutaj nie dobierze. Trzeba znaleźć taki, w którym się dobierze, czy to już koniec zadania?
To koniec
mp
Hmm… ja naliczyłem 10 rozwiązań dla 3×3
121 121 144
256 289 484
169 196 441
169 361 441
676 676 484
961 169 144
529 729 841
256 256 484
961 961 144
961
676
169
tylko jeden kwadrat (z zadania) ma 6 różnych cyfr.
Pozdrawiam,
Hmm… obroty i odbicia lustrzane wykluczamy.
mp
Jedyne rozwiązanie dla 4×4:
2 1 1 6
1 2 2 5
1 2 9 6
6 5 6 1
Dla 5×5 rozwiązań jest 16.
Całość tu: https://app.box.com/s/u9z27c9aovo1vhlnjj1wsvrjb9fdam26
(3×3 liczone ręcznie – reszta komputerowo)
PS> Nie bardzo się zgodzę z wykluczaniem odbić i obrotów. Moim zdaniem gdyby każde rozwiązanie po odbiciu/obrocie było również rozwiązaniem wtedy miałoby to sens. Teraz tylko nieliczne pary są symetryczne. Ponadto przy przejściu na litery słowa będą (zapewne) zupełnie inne.
Ale to Pana zdanie jest tu ostateczne 🙂
PS2> Dodatkowo kwadraty 2×2
16 36 64 81
64 64 49 16
Pozdrawiam,
Z liczb na słowa nie przechodzimy.
mp
Jeśli założymy, że słowa-liczby należy czytać od lewej do prawej (w wierszach) i z góry na dół (w kolumnach) to znalazłem 13 rozwiązań 3×3:
441-400-100
441-484-144
361-676-169
144-400-400
144-484-441
121-256-169
121-289-196
169-676-961
961-676-169
841-400-100
841-484-144
529-256-961
729-256-961
Nie umiem wykluczyć tylu symetrii i obrotów, żeby zostało tylko 8 kwadratów.
Kwadratów 4×4, z takim samy założeniem o czytaniu znalazłem 14:
3364-3249-6400-4900
1296-2025-9216-6561
2116-1225-1296-6561
2116-1764-1600-6400
7396-3025-9216-6561
2916-9025-1296-6561
7921-9801-2025-1156
3136-1764-3600-6400
8281-2116-8100-1600
8281-2916-8100-1600
9216-2025-1296-6561
3721-7056-2500-1600
8836-8464-3600-6400
1369-3844-6400-9409
Nawet jeśli błędnie sobie założyłem jak należy czytać słowa-liczby to nadal rozwiązań jest więcej niż jedno.
Proszę przeczytać uwagę na końcu wpisu.
mp
A kwadratów 6×6 liczonych podobnie jak wyżej, bez wykluczania naliczyłem 108.
Zadanie robi się nietrudne, gdy uświadomimy sobie, jakie warunki musi spełniać czwarta liczba, czyli których cyfr nie może w niej być. Jedną z nielicznych możliwych czwartych liczb jest 6561, co daje rozwiązanie:
2116
1225
1296
6561
Również ode mnie najlepsze życzenia w Nowym Roku dla Pana i wszystkich Rozwiązujących. Może pojawi się jakieś zadanie na liczbę 2019?
2116
1225
1296
6561
Faktycznie, rozwiązanie 4×4 jest jedno:
2116
1225
1296
6561
Rozwiązań 5×5 jest szesnaście, na oko istotnie różnych.
Nie chce się ich wszystkich wypisywać (bo i po co?), więc tylko zajawka:
14641
44944
69696
44944
14641
. . . . .
. . . . .
94864
49284
82369
68644
44944
PS. Uwaga kończąca ten odcinek bloga jest nieco ryzykowna.
Jakiś polityk może się poczuć obrażony :-))
2116
1225
1296
6561
> Proszę przeczytać uwagę na końcu wpisu.
Oh! Nie bawimy się oznacza, że nie używamy! 😉
4×4:
2116-1225-1296-6561
5×5:
18225-81796-27556-29584-56644
79524-95481-54756-28561-41616
57121-72361-13924-26244-11449
43264-31684-26569-68644-44944
68121-81796-17956-29584-16641
33124-31684-16129-28224-44944
38416-87616-46225-11236-66564
17424-73984-49729-28224-44944
42436-27889-48841-38416-69169
94864-49284-82369-68644-44944
34225-45796-27556-29584-56644
29241-94864-28561-46656-14161
65536-54289-52441-38416-69169
25921-58564-95481-26896-14161
14641-44944-69696-44944-14641
92416-27889-48841-18496-69169
6×6:
436921-378225-685584-925444-228484-154449
931225-338724-186624-276676-222784-544644
931225-393129-138384-213444-228484-594441
118336-127449-874225-342225-342225-695556
148225-446224-868624-226576-222784-544644
748225-446224-868624-226576-222784-544644
136161-398161-687241-112225-664225-111556
143641-481636-319225-662596-432964-165649
511225-167281-179776-227529-287296-516961
881721-891136-112225-712336-232324-165649
133225-328329-386884-238144-228484-594441
783225-842724-322624-276676-222784-544644
229441-236196-968256-412164-495616-166464
579121-793881-938961-189225-286225-111556
151321-571536-112225-352836-232324-165649
151321-553536-133225-352836-232324-165649
962361-649636-295936-369664-633616-166464
Czy można wyciągnąć jakieś ogólniejsze wnioski z tego ćwiczenia?
Ja np. najpierw rozeznałem się w temacie przy n=3 i zrobiłem narzędzia pomocnicze w Excelu. W ten sposób dało się znaleźć rozwiązanie dla n=4, ale już sprawdzenie jego jednoznaczności wydało mi się b. mozolne.
Dlatego uogólniłem to zadanie i podzieliłem na 2 części:
* łatwą – sporządzenie listy n-cyfrowych liczb kwadratowych, bez cyfry 0;
* trudną – ułożenie ogólnej procedury (makro), która z danej listy liczb n-cyfrowych wyszukuje zestawy n liczb tworzących (jako wiersze) macierz symetryczną stopnia n.
W ten sposób zrobiło się z tego ogólniejsze ćwiczenie z informatyki ale całkiem pożyteczne bo zmuszające do pokonania naturalnego lenistwa.