内容正文:
专题四 幻方的应用专项练习
1.幻方起源于中国,是我国古代数学的杰作之一.将1,2,3,4,5,6,7,8,9这9个数分别填入九个空格内,使每一行、每一列、每条对角线上的三个数之和都相等.如图是一个未完成的“幻方”,则图中x的值是( )
A.8 B.6 C.3 D.2
2.“洛书”是我国文化中最古老、最神秘的事物之一,对于其来源于何处,如今有各种传说.图1即“洛书”,数出图1中各处的圆圈和圆点个数,用1,2,3,4,5,6,7,8,9九个数字表示,分别填入图2中正方形对应方格内,得到一个每一横、每一列以及对角线上的数的和均为15的幻方,则x﹣y的值是( )
A.﹣1 B.﹣11 C.1 D.﹣2
3.把1—9这9个正整数填入3×3方格中,使其任意一行,任意一列及两条对角线上的数之和都相等,这样便构成了一个“九宫格”.如图是仅可以看到部分数值的“九宫格”,则x的值为( )
A.1 B.3 C.4 D.6
4.洛书(如图1)可以用三阶幻方表示(如图2),就是将已知9个数填入3×3的方格中.在图3的幻方中也有与图2相同的数字规律,给定a、b、c、d中一个字母的值不能补全图3的是( )
A.a B.b C.c D.d
5.“九宫图”传说是远古时代洛河中的一个神龟背上的图案,故又称“龟背图”.中国古代数学史上经常研究这一神话.数学上的“九宫图”所体现的是一个3×3方格,每一行、每一列及斜对角的三个数之和都相等,也称之为三阶幻方.如图是一个满足条件的三阶幻方的一部分,则图中的字母m表示的数是( )
A.5 B.7 C.8 D.6
6.“九宫图”传说是远古时代洛河中的一个神龟背上的图案,故又称“龟背图”,中国古代数学史上经常研究这一神话.数学上的“九宫图”所体现的是一个3×3表格,每一行的三个数、每列的三个数、斜对角的三个数之和都相等,也称为三阶幻方,如图是一个满足条件的三阶幻方的一部分,则图中字母m表示的数是( )
5
3
p
8
m
A.6 B.7 C.9 D.11
7.在如图的九个方格中,每行、每列、每条对角线上的三个数的和都相等,则n= ,a+b+c+d= .
8.幻方是中国古代一种填数游戏,幻方最早出现于我国的“洛书”.对于“n×n”的幻方,其填数规则为:使同一行、同一列和同一对角线上的n个数的和都相等.如图为“洛书”对应的“3×3”幻方,则图中a的值为 .
9.如图,现有3×3的方格,每个小方格内均有2∼10之间不同的数字,要求方格内每一行、每一列以及每一条对角线上的三个数字之和均相等,图中给出了部分数字,则P处对应的数字是 .
2
6
P
3
10.幻方历史悠久,传说最早出现在夏禹时代的“洛书”.将9个数填在三行三列的方格中,若每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,就构成一个三阶幻方.图1是一个三阶幻方,图2是一个未完成的三阶幻方,则m•n= .
11.把9个数填入3×3方格中,如果满足每个横行、每个竖列和每条对角线上的三个数之和都相等,这样便构成了一个“三阶幻方”,它源于我国古代的“洛书”,如图所示的三阶幻方仅可以看到部分数值,其中x的值应为 .
12.幻方是中国古代的一种谜题,又称九宫图,即在正方形网格中填上9个整数,使每行、每列及对角线上的数字之和都相等,图中给出了幻方的部分数字,则m= .
13.九宫格源于我国古代的“洛書”,是世界上最早的“幻方”.将数字﹣1、﹣2、﹣3、﹣4、﹣5、﹣6、﹣7、﹣8、﹣9填入3×3的方格中,使其任意一行、一列及两条斜对角线上的三个数字之和都相等,这样便构成了一个九宫格.如图是部分的九宫格,则x的值为( )
A.﹣1 B.﹣3 C.﹣4 D.﹣6
14.
课题
幻方的探索与学习
参与人员
7(3)班全体人员2025年×月×日
定义学习
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”.
“九宫图”源于我国古代夏禹时期的“洛书”(图1所示),是世界上最图1图2早的矩阵,又称“幻方”,用今天的数学符号翻译出来,“洛书”就是一个三阶“幻方”(图2所示).
幻方探究
(1)横行、竖列、对角线上的三个数之和分别是多少?你能发现哪些相等的关系?
(2)如果把和相等的每一组数分别连线,这些线段会构成一个怎样的图形?
(3)你能改变上述幻方中数字的位置,使它们仍然满足你发现的那些相等关系吗?
幻方制作
将1,2,3,4,5,6,7,8,9填入图1中,得到图2中的幻方,在此基础上,将原来幻方中的每个数分别增加任意一个相同的数,每个数同时扩大相同的倍数,先扩大相同的倍数、再同时增加另一个数,仍构成一个幻方.
实践应用
小华探究“幻方”时,提出了一个问题:如图,将0,﹣2,﹣1,1,2这五个数分别填在五个小正方形内,使横向三个数之和与纵向三个数之和相等,则填入中间位置的小正方形内的数可以是 .(写出一个符合题意的数即可)
变式探究
将1~9分别填入图中的〇中,使得3条线上的4个数的和都相等,求和的最大值.
15.幻方的历史悠久,传说最早出现在夏禹时代的“洛书”(如图1),洛书是一种关于天地空间变化的脉络图案,它是以黑点与白点为基本要素,以一定方式构成若干不同组合.把洛书用今天的数学符号表示出来就是一个三阶幻方(如图2).将9个数填在3×3(三行三列)的方格中,如果满足每行、每列、每条对角线上的三个数字之和都相等,就得到一个广义的三阶幻方.
【实践应用】
(1)改变图2幻方中数字的位置,可以得到一个新的三阶幻方(如图3),则a= ,b= ,c= ;
(2)图4的方格中填写了一些数字和字母,若能构成一个广义的三阶幻方,则m= ,n= ;
【拓展延伸】
(3)如图5,有三个正方形,每个正方形的顶点处都有一个“〇”,将﹣11,﹣9,﹣7,﹣5,﹣3,﹣1,2,4,6,8,10,12,这12个数填入恰当的位置(数字不重复使用),使每个正方形的四个顶点处“〇”中的和都为2.试求m,n的值.
参考答案
1.幻方起源于中国,是我国古代数学的杰作之一.将1,2,3,4,5,6,7,8,9这9个数分别填入九个空格内,使每一行、每一列、每条对角线上的三个数之和都相等.如图是一个未完成的“幻方”,则图中x的值是( )
A.8 B.6 C.3 D.2
【分析】依据题意,根据幻方的意义,每行、每列、每条对角线上的三个数之和相等,结合1+2+3+…+9=45,从而每一行、每一列和每条对角线的幻和为15,故x+5+4=15,最后计算可以得解.
【解答】解:由题意,根据幻方的意义,每行、每列、每条对角线上的三个数之和相等,
又∵1+2+3+…+9=45,
∴每一行、每一列和每条对角线的幻和为15.
∴x+5+4=15.
∴x=6.
故选:B.
【点评】本题主要考查了一元一次方程的应用,解题时要熟练掌握并能根据题意列出方程是关键.
2.“洛书”是我国文化中最古老、最神秘的事物之一,对于其来源于何处,如今有各种传说.图1即“洛书”,数出图1中各处的圆圈和圆点个数,用1,2,3,4,5,6,7,8,9九个数字表示,分别填入图2中正方形对应方格内,得到一个每一横、每一列以及对角线上的数的和均为15的幻方,则x﹣y的值是( )
A.﹣1 B.﹣11 C.1 D.﹣2
【分析】先根据每一列上的数的和为15建立方程9+x+1=15,则x=5,再根据对角线上的数的和为15建立方程4+x+y=4+5+y=15,则y=6,由此即可得.
【解答】解:∵在图2的正方形中,每一列上的数的和为15,
∴根据题意列一元一次方程得,9+x+1=15,
解得x=5,
∵在图2正方形中,对角线上的数的和为15,
∴4+x+y=4+5+y=15,
即4+5+y=15,
解得y=6,
∴x﹣y=5﹣6=﹣1,则x﹣y的值是1,
故选:A.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,找准等量关系,正确建立方程是解题关键.
3.把1—9这9个正整数填入3×3方格中,使其任意一行,任意一列及两条对角线上的数之和都相等,这样便构成了一个“九宫格”.如图是仅可以看到部分数值的“九宫格”,则x的值为( )
A.1 B.3 C.4 D.6
【分析】根据任意一行,任意一列及两条对角线上的数之和都相等,先求出第二行的第一个数,再得第一列与第三行上的两个数之和相等,依此列出方程即可.
【解答】解:由题意可得,第二行第一个数为:4+5+6﹣(5+7)=3,
∴根据题意列一元一次方程得,4+3=x+6,
解得x=1,则x的值为1,
故选:A.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,理解“九宫格”满足的条件进而得到等量关系列出方程是解题的关键.
4.洛书(如图1)可以用三阶幻方表示(如图2),就是将已知9个数填入3×3的方格中.在图3的幻方中也有与图2相同的数字规律,给定a、b、c、d中一个字母的值不能补全图3的是( )
A.a B.b C.c D.d
【分析】每一行、每一竖列以及两条斜对角线上的数字之和都相等,利用方程分别求解图3中未知的数据(用a的代数式表示)从而确定各未知数之间关系,从而可得答案.
【解答】解:如图,设空白处三个数分别为:x、y、z,
依题意得:a+x+b=b+4﹣2,即:a+x=4﹣2,
∴x=2﹣a,
又∵﹣2+c+d=x+4+c,即﹣2+d=x+4,
∴d=x+6=2﹣a+6=8﹣a,
∴a+4+(8﹣a)=12,
∴b=12﹣4﹣(﹣2)=10,
∴y=12﹣(﹣2)﹣a=14﹣a,
z=12﹣b﹣d=12﹣10﹣(8﹣a)=a﹣6,
c=12﹣4﹣x=12﹣4﹣(2﹣a)=6+a,
∴给定a的值能补全图3.
当给定c值时,即可确定a=c﹣6,也可补全图3,
当给定d值时,即可确定a=8﹣d,也可补全图3,
当给定b≠10时,不能满足每一行、每一竖列以及两条斜对角线上的数字之和为12,不能补全图3.
故选:B.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
5.“九宫图”传说是远古时代洛河中的一个神龟背上的图案,故又称“龟背图”.中国古代数学史上经常研究这一神话.数学上的“九宫图”所体现的是一个3×3方格,每一行、每一列及斜对角的三个数之和都相等,也称之为三阶幻方.如图是一个满足条件的三阶幻方的一部分,则图中的字母m表示的数是( )
A.5 B.7 C.8 D.6
【分析】根据题意和表格中的数据,可以先求出p的值,然后可以表示出第一列第三个数,再根据一列的三个数之和等于第二排的三个数之和,可以列出关于m的方程,从而可以求得m的值.
【解答】解:由题意可得,
4+p+m=2+7+m,
解得p=5,
设第一列第三个数为x,
则4+5+m=2+5+x,
解得x=m+2,
∵第一列的三个数之和等于第二排的三个数之和,
∴4+m+2=5+7,
解得m=6,
故选:D.
【点评】本题考查一元一次方程的应用,解答本题的关键是明确题意,找出等量关系,列出相应的方程.
6.“九宫图”传说是远古时代洛河中的一个神龟背上的图案,故又称“龟背图”,中国古代数学史上经常研究这一神话.数学上的“九宫图”所体现的是一个3×3表格,每一行的三个数、每列的三个数、斜对角的三个数之和都相等,也称为三阶幻方,如图是一个满足条件的三阶幻方的一部分,则图中字母m表示的数是( )
5
3
p
8
m
A.6 B.7 C.9 D.11
【分析】根据题意和表格中的数据,可以先求出p的值,然后可以表示出第一列第三个数,再根据一列的三个数之和等于第二排的三个数之和,可以列出关于m的方程,从而可以求得m的值.
【解答】解:由题意可得,
5+p+m=3+8+m,
解得p=6,
设第一列第三个数为x,
则5+6+m=3+6+x,
解得x=m+2,
∵第一列的三个数之和等于第二排的三个数之和,
∴5+m+2=6+8,
解得m=7,
故选:B.
【点评】本题考查一元一次方程的应用,解答本题的关键是明确题意,找出等量关系,列出相应的方程.
7.在如图的九个方格中,每行、每列、每条对角线上的三个数的和都相等,则n= 2 ,a+b+c+d= 29 .
【分析】由第一列及第三行上的三个数的和相等,可列出关于n的一元一次方程,解之可得出n的值,将其代入c中,可求出c的值,结合每行上的三个数的和为3c,可求出每行上的三个数的和均为21,结合第一、二行第一个方格中的数,可求出a+b,c+d的值,再将其代入a+b+c+d中,即可求出结论.
【解答】解:根据题意得:12+1+m=m+11+n,
即12+1=11+n,
解得:n=2,
∴c7,
∴每行上的三个数的和均为3c=3×7=21,
∴a+b=21﹣12=9,c+d=21﹣1=20,
∴a+b+c+d=9+20=29.
故答案为:2,29.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元一次方程是解题的关键.
8.幻方是中国古代一种填数游戏,幻方最早出现于我国的“洛书”.对于“n×n”的幻方,其填数规则为:使同一行、同一列和同一对角线上的n个数的和都相等.如图为“洛书”对应的“3×3”幻方,则图中a的值为 5 .
【分析】根据每行、每列、每条对角线上的三个数之和相等,即可列方程,即可求出a的值.
【解答】解:设第三行第三个数为x,
则根据题意列一元一次方程,4+a+x=8+1+x,
解得a=5.
则图中a的值为5,
故答案为:5.
【点评】此题考查一元一次方程的应用,由题中的等量关系表示出右下角的数是解题的关键.
9.如图,现有3×3的方格,每个小方格内均有2∼10之间不同的数字,要求方格内每一行、每一列以及每一条对角线上的三个数字之和均相等,图中给出了部分数字,则P处对应的数字是 4 .
2
6
P
3
【分析】设下面中间的数为x,分别表示出相应的数,再根据每一行、每一列以及每一条对角线上的三个数字之和均相等,列出方程求解即可.
【解答】解:设下面中间的数为x,则三个数字之和为8+x,
8﹣3=5,
根据题意列一元一次方程得,8+x﹣3﹣6=x﹣1,
即8+x﹣2﹣(x﹣1)=7,
所以5+6+7﹣7﹣3=8,
如图所示:
7
2
x﹣1
8
6
P
3
x
5
根据题意列一元一次方程得,P+6+8=7+6+5,
解得P=4.
则P处对应的数字为4,
故答案为:4.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,关键是根据题意找到关系式.
10.幻方历史悠久,传说最早出现在夏禹时代的“洛书”.将9个数填在三行三列的方格中,若每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,就构成一个三阶幻方.图1是一个三阶幻方,图2是一个未完成的三阶幻方,则m•n= 48 .
【分析】根据幻方的规律逐一列出等式求解即可.
【解答】解:如图,
由题可知11+9+n=b+15+n,
解得b=5,
∵11+d+b=m+d+n,
∴m+n=11+b=11+5=16,
∵c+d+15=m+d+n,
∴c=m+n﹣15=1,
∵m+a+b=m+c+11,
∴a=c+11﹣b=1+11﹣5=7,
∵m+a+b=n+15+b,
∴m﹣n=15﹣a=8,
结合m+n=16可得,m=12,n=4,
∴m•n=48,
故答案为:48.
【点评】本题主要考查了利用一元一次方程解决幻方问题,逐一列出等式是解题的关键.
11.把9个数填入3×3方格中,如果满足每个横行、每个竖列和每条对角线上的三个数之和都相等,这样便构成了一个“三阶幻方”,它源于我国古代的“洛书”,如图所示的三阶幻方仅可以看到部分数值,其中x的值应为 2 .
【分析】设第三行、第三列的数字为y,根据每个横行、每个竖列和每条对角线上的三个数之和都相等,先求出y的值,进而求解x即可.
【解答】解:设第三行、第三列的数字为y,
由题意可得:1+(﹣2)+(﹣5)=(﹣5)+0+y,
∴y=﹣1,
∴x+(﹣5)=﹣2+(﹣1),
∴x=2,
故答案为:2.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,准确理解题意是解题的关键.
12.幻方是中国古代的一种谜题,又称九宫图,即在正方形网格中填上9个整数,使每行、每列及对角线上的数字之和都相等,图中给出了幻方的部分数字,则m= 9 .
【分析】设第一行第一列的方格中的数字为a,由每行、每列上的数字之和都相等,得到a+(﹣1)+7=a+m+(﹣3),即(﹣1)+7=m+(﹣3),解之即可得出结论.
【解答】解:设第一行第一列的方格中的数字为a,如图所示,
∵每行、每列上的数字之和都相等,
∴a+(﹣1)+7=a+m+(﹣3),
∴(﹣1)+7=m+(﹣3),
解得:m=9,
故答案为:9.
【点评】本题考查了一元一次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元一次方程是解题的关键.
13.九宫格源于我国古代的“洛書”,是世界上最早的“幻方”.将数字﹣1、﹣2、﹣3、﹣4、﹣5、﹣6、﹣7、﹣8、﹣9填入3×3的方格中,使其任意一行、一列及两条斜对角线上的三个数字之和都相等,这样便构成了一个九宫格.如图是部分的九宫格,则x的值为( )
A.﹣1 B.﹣3 C.﹣4 D.﹣6
【分析】根据题意正确列出方程求解即可.
【解答】解:根据题意列一元一次方程得,x+(﹣8)=(﹣5)+(﹣7),
解得x=﹣4,
故选:C.
【点评】本题考查一元一次方程的应用,关键是根据题意找到关系式.
14.
课题
幻方的探索与学习
参与人员
7(3)班全体人员2025年×月×日
定义学习
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”.
“九宫图”源于我国古代夏禹时期的“洛书”(图1所示),是世界上最图1图2早的矩阵,又称“幻方”,用今天的数学符号翻译出来,“洛书”就是一个三阶“幻方”(图2所示).
幻方探究
(1)横行、竖列、对角线上的三个数之和分别是多少?你能发现哪些相等的关系?
(2)如果把和相等的每一组数分别连线,这些线段会构成一个怎样的图形?
(3)你能改变上述幻方中数字的位置,使它们仍然满足你发现的那些相等关系吗?
幻方制作
将1,2,3,4,5,6,7,8,9填入图1中,得到图2中的幻方,在此基础上,将原来幻方中的每个数分别增加任意一个相同的数,每个数同时扩大相同的倍数,先扩大相同的倍数、再同时增加另一个数,仍构成一个幻方.
实践应用
小华探究“幻方”时,提出了一个问题:如图,将0,﹣2,﹣1,1,2这五个数分别填在五个小正方形内,使横向三个数之和与纵向三个数之和相等,则填入中间位置的小正方形内的数可以是 0(答案不唯一) .(写出一个符合题意的数即可)
变式探究
将1~9分别填入图中的〇中,使得3条线上的4个数的和都相等,求和的最大值.
【分析】幻方探究:
(1)观察三阶幻方,将每行、每列、每条对角线上的三个数相加即可确定相等关系;
(2)将相等的每一组数分别连线即可画出一个图形,利用轴对称和中心对称说明图形的特点;
(3)根据三阶幻方的特点,重新写出一个三阶幻方,即可验证以上的相等关系;
实践应用:根据题意,填写数字即可;
变式探究:从图中分析可知,中间的三个数加了两次,这3条线上的4个数的和都相等,也就是每条线4个数的和×3=1到9个数的总和+中间的三个数.1到9个数的总和是45,那么最大的情况就是这三个数的和最大时候.即这三个数是7、8、9时,和最大为24.则每条线4个数的和=(1到9个数的总和+中间的三个数)÷3.
【解答】解:幻方探究:
(1)每一行三个数之和与每一列三个数之和以及斜对角三个数之和相等,且和为15;5上下两数之和等于5左右两数之和等于左上方的数与右下方的数之和,等于右上方的数与左下方的数之和,且和为10;
(2)可构成一个“米”字图形;所构成的图形是轴对称图形、是中心对称图形(答案不唯一,正确即可);
(3)能,交换4和8.9和1,2和6的位置就满足图形中的相等关系(答案不唯一,正确 即可).
实践应用:
解法一:由题意,填写如下:
1+0+(﹣1)=0,2+0+(﹣2)=0,满足题意,
故答案为:0(答案不唯一).
解法二:由题意,填写如下:
1+(﹣2)+0=﹣1,2+(﹣2)+(﹣1)=﹣1,满足题意,
故答案为:﹣2(答案不唯一).
解法三:由题意,填写如下:
(﹣1)+2+0=1,(﹣2)+2+1=1,满足题意,
故答案为:2(答案不唯一).
变式探究:如图,
1+2+3+4+5+6+7+8+9+(7+8+9)=69,
69÷3=23,
答:这个和最大是23.
【点评】本题主要以幻方为背景考查了探究题型,变式探究难度无需将每个圆圈的数都确定出来,情况有很多种且比较复杂,只需要根据题目的意思,对难题目通过数量分析成简单的意思即可.
15.幻方的历史悠久,传说最早出现在夏禹时代的“洛书”(如图1),洛书是一种关于天地空间变化的脉络图案,它是以黑点与白点为基本要素,以一定方式构成若干不同组合.把洛书用今天的数学符号表示出来就是一个三阶幻方(如图2).将9个数填在3×3(三行三列)的方格中,如果满足每行、每列、每条对角线上的三个数字之和都相等,就得到一个广义的三阶幻方.
【实践应用】
(1)改变图2幻方中数字的位置,可以得到一个新的三阶幻方(如图3),则a= 6 ,b= 5 ,c= 4 ;
(2)图4的方格中填写了一些数字和字母,若能构成一个广义的三阶幻方,则m= 7 ,n= 0 ;
【拓展延伸】
(3)如图5,有三个正方形,每个正方形的顶点处都有一个“〇”,将﹣11,﹣9,﹣7,﹣5,﹣3,﹣1,2,4,6,8,10,12,这12个数填入恰当的位置(数字不重复使用),使每个正方形的四个顶点处“〇”中的和都为2.试求m,n的值.
【分析】(1)根据图2先确定b=5,每行、列和对角线上的数字和都相等列出方程,求解即可;
(2)设底边两角的数分别为p,q,再根据广义的三阶幻方可得﹣5+2+q=n﹣3+q和﹣5+m+p=n+2+p,再解方程即可;
(3)根据使每个正方形的4个顶点处“”中的数的和都为2求出m、n的值,然后求出结果即可.
【解答】解:(1)根据图2中的幻方可知,图中填的是1到9这9个数,根据幻方规律可知,中间一个数应该为5,
∴b=5,
∴a+2+7=7+5+3,
解得:a=6,
c+3+8=7+5+3,
解得:c=4,
2
7
6
9
5
1
4
3
8
故答案为:6;5;4;
(2)设如图两个数分别为p,q,
﹣5+m+p=n+2+p=2+p,解得m=7,
﹣5+2+q=n﹣3+q,解得n=0,
故答案为:7;0;
(3)如图,设另外两个圆圈中的数分别为p、q,
m+4+2+(﹣3)=2,
解得:m=﹣1,
q+8+(﹣7)+(﹣5)=2,
解得:q=6,
p+12+n+(﹣9)=2,
∴p+n=﹣1,
∵圆圈中的12个数为:﹣11、﹣9、﹣7、﹣5、﹣3、﹣1、2、4、6、8、10、12,
∴p=10,n=﹣11或p=﹣11,n=10,
∴m=﹣1,n=﹣11或m=﹣1,n=10.
【点评】本题主要考查了一元一次方程的应用,有理数混合运算的应用,数字规律探索,解题的关键是理解题意,找出幻方中的数字规律.
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