魔方陣の数学

Welcome to the world of magic squares

【4次正規相愛魔方陣のたて列の性質】

さて、今回から、わたしたちは4次正規相愛魔方陣の内部構造に分け入っていきます。

おさらいとなりますが、これはただの魔方陣ではありません。正規相愛魔方陣と名乗っているのは、

はい、「たて」「よこ」「ななめ」のベース相愛力は❤︎。そして「ななめ」は1乗数総和にくわえて2乗数総和も一致するので相愛力は❤︎❤︎。この事実はつねに念頭においておいてください。では、そんな正規相愛魔方陣について、今回、わたしたちは、この第一列目と第二列目に注目することにします。

わかりやすいように、取り出してしまいましょう。

いいですか。これら二つの列の四数総和は、当然、魔方陣から切り出したものですから、一致しています。この事実をちょっと別の表現に変えて解釈すると、

このようにオール1の格子列を並べて∙∙∙

それらをこのようにかけあわせ、

それから、それらの結果を全部足すと、二つの列は同じ数を生成する、というふうにも言えるかと思います(ここでは二つの四次元ベクトルの内積をとる、という操作と本質的には同じことをやっています)。では、このような操作を踏まえた上で、

こんどは、このa,b,c,dの中に、

はい、1,2,3,4という連続する数たちをわりあてることにします。これを使って、先にやってみせたことと同じことをやってみたいと思います。

 

わかりますか? まずはこのように積をとって、それから、この積の結果を全部、足します。すると、こうなります。

はい、ここでも、興味深いことに二つのグループ間で総和は一致しています。どういうことなんでしょうか? ただの偶然なんでしょうか?

では、こんどは、一つずらして、2からはじまる連続する四数を入れてみたいと思います。

 

わかりますか。2,3,4,5をセットします。じつは、このように数たちを変更しても、

 

はい、かけてからたしあげる(内積をとる)と、同じ数があらわれます。面白いことに、このようなことは連続する四つの自然数を使えば、かならず起こります。いや、自然数に限定する必要もありません。奇数を選んでも、

 

はい、こちらをごらんください。

 

グリーンとブルーの組は、ちゃんと同じ数を生み出してくれています。はい、このような共鳴の対象となるのは、あらゆるの等差数列。ぜひ、たしかめていただければと思います。

 


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