合肥市珠算心算协会:方有昆 何昌荣 张 勇
完美数独,作为数独游戏的高级形式,融合了珠心算与数学的精髓,展现出无穷的奥妙。81阶完美数独是数独的升华和发展,是数独的更高境界;是研究和探索珠算珠心算在数字科学领域中的神奇运用。无论是A图或B图都是“81×81”的方阵,A图中含有81个1、81个2、81个3至81个81,共6561个数;B图中含有1至9的1次方至9次方,共81个不同的数,每个数出现81次,共6561个数,图中排列的数字就像天上的星星各就各位,相互依存,展示了数字世界的奥妙,寓意深刻,令人赏心悦目。
一、A图的特性
A图由81组1至81个数组成,象征着一条条长龙,故称为龙图。其特性如下:
1、每行包含1至81个不重复的数,其和都等于3321;
2、每列包含1至81个不重复的数,其和都等于3321;
3、每条对角线包含1至81个不重复的数,其和都等于3321;
4、每个粗实线内“9×9”方阵包含1至81个不重复的数,其和都等于3321;
5、每个粗实线内“9×9”方阵中有81个格子,图中有81组“9×9”方阵,在每个方阵相同位置的小格子中各取一个数,这些数都是1至81个不重复的数,其和都等于3321;
6、A图中内含了81组9阶数学迷宫图,每个粗实线内的“9×9”方阵,都是一组9阶数学迷宫图, 在每组的迷宫图任选9个数,(每行只能选一个数,每列也只能选一个数),其和都等于369。
二、B图的特性
B图由81组1至9的1次方至9次方的数组成,象征着一只只凤凰,故称为凤图。其特性如下:
1、每行包含81个不重复的数(1至9的1次方至9次方),其和都等于651233661;
2、每列包含81个不重复的数(1至9的1次方至9次方),其和都等于651233661;
3、每条对角线包含81个不重复的数(1至9的1次方至9次方),其和都等于651233661;
4、每个粗实线内“9×9”方阵包含81个不重复的数(1至9的1次方至9次方),其和都等于651233661;
5、每个粗实线内“9×9”方阵中有81个格子,图中有81组
“9×9”方阵,在每个方阵相同位置的小格子中各取一个数,这些数都是1至9的1次方至9次方,81个数都不重复,其和都等于651233661;
6、B图中内含了81组9阶数学迷宫图,每个粗实线内的“9×9”方阵,都是一组9阶数学迷宫图, 在每组的迷宫图中任选9个数(每行只能选一个数,每列也只能选一个数)。这9个数的底数都是1至9、指数也是1至9,都不重复。
三、A、B两组完美数独图相互对应关联
A图称为龙图,B图称为凤图,合称为龙飞凤舞完美数独图。诗曰:“龙飞凤舞展风采,数海星空绘锦图”。A、B两组完美数独图相互对应关联,具体表现为:在A图中每个粗实线“9×9”方阵里,相同数字的81个位置,在B图对应的81个相同位置中,呈现为81个不重复的数(涵盖1至9的1次方至9次方),且这些数的总和都等于651233661;反之,在B图中每个粗实线“9×9”方阵里,相同数字的81个位置,在A图对应的81个相同位置中,呈现为1至81的不重复的数,且这些数的总和都等于3321。例如,A图中数字8的81个位置,在B图对应的81个相同位置中,就是81个(1至9的1次方至9次方)不重复的数,其和都等于651233661;同样地,B图中数字6⁵的81个位置,在A图对应的81个相同位置中,就是1至81不重复的数,其和都等于3321。以此类推,A图和B图中的其他各自80个数也遵循同样的规律。
四、A图、B图最大亮点
1、无论是A图还是B图,只需将第一行的81个数字进行变化排列,依据文中所述的创编方法,两种图都可编排出 5.797×10¹²⁰ 组(即“81!”组)相同品位和境界的81阶完美数独。
2、以本文介绍的方法,可以编排出N²阶(N≥3)的多品位和高境界的完美数独。
完美数独不仅是一种趣味数学游戏,还蕴含着丰富的计算和逻辑推理。其数字排列科学合理、精妙绝伦,能够带来无穷的乐趣和挑战。“珠算文化”作为人类的非物质文化遗产,通过珠心算的发展与升华,进一步推动了智力开发和教育创新。81阶完美数独展示了数字世界的奥妙,本文81阶和N²阶(N≥3)的完美数独是我们在研究珠算文化和珠心算教学中的发现和创新,即可作为科研有关项目的参考,又可为开发儿童智力提供有效地帮助。