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命题新视角1 数字幻方
专题二 数列
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专题二 数列
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幻方(反幻方)将数字ai(i=1,2,…,n2,ai≠aj,i≠j)填入n×n的正方形格子中.若每行、每列与对角线上的和都相等(或都不相等),称之为数字幻方(或数字反幻方).例如,如图就是著名的九宫格幻方.
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(2024·新课标Ⅱ卷)在如图的4×4的方格表中选4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,则共有________种选法,在所有符合上述要求的选法中,选中方格中的4个数之和的最大值是________.
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九宫格是我国古代《洛书》记载的数学问题.已知递增等差数列{an}的前9项和S9=126,将ai(i=1,2,…,9)填入九宫格幻方中(如图),则k=________.当am, an,ak取自不同的列与行时,amanak的最小值为________.
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ak
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解析 设已填入部分项的九宫格如图所示.
ap
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aj
aq
ai
ak
23
ar
at
因为S9=9ai=126,
故ai=14,aj=2ai-23=5,
ap+26=ai+23,则ap=14+23-26=11,ap+aq=ai+aj,
则aq=14+5-11=8,aq+ai+ak=42,
所以ak=42-14-8=20.
易得ar=2,at=17.由此可知数列{an}是a1=2,a2=5的等差数列.由于ak=20,d=a2-a1=3,
所以2+(k-1)×3=20,所以k=7,显然当(am,an,ak)=(2,5,8)时,amanak取得最小值,其最小值为2×5×8=80.
答案 7 80
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