魔方陣
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魔術において使われる図形の「魔法陣」とは異なります。

魔方陣(まほうじん、英語: magic square)とは、n × n 個の正方形の方陣に数字を配置し、縦・横・対角線のいずれの列についても、その列の数字の合計が同じになるもののことである。特に1から方陣のマスの総数 n2 までの数字を1つずつ過不足なく使ったものを言う。

このときの一列の和は、 1 n ∑ i = 1 n 2 i = n ( n 2 + 1 ) 2 {\displaystyle {\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n^{2}}i={\frac {n(n^{2}+1)}{2}}}

と計算できる。

魔方陣の歴史は古く、中国では紀元前190年前には存在していた。魔法や神話的な意味を獲得し、芸術作品の象徴として様々な場所で用いられてきた。現代では縦・横・対角線以外の形状の和や、数字の積などの単なる和以外の演算などにも一般化されている。
魔方陣の例

1×1の魔方陣は明らかである。

[ 1 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1\\\end{bmatrix}}}

2×2の魔方陣は同じ数字を使用しない限り存在しない。

<証明>

[ a d b c ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}a&d\\b&c\\\end{bmatrix}}} a + b = a + c = a + d {\displaystyle a+b=a+c=a+d}  

ゆえに b = c = d {\displaystyle b=c=d}

したがって3×3のものが意味のあると思われる最小の魔方陣になる。
3×3の魔方陣

3×3の魔方陣(三方陣)は、対称形を除けば下記の形しか存在しない。各列の合計は15になる。

[ 8 1 6 3 5 7 4 9 2 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}8&1&6\\3&5&7\\4&9&2\\\end{bmatrix}}}

三方陣の暗記法として、

「憎し(294)と思えば、七五三(753)、六一坊主(618)が刺す」

「憎し(294)と思えば、七五三(753)、六一八(618)はみな同じ」

フクシ(294)マの、七五三(753)は、ロイヤ(618)ルホテルで」

などが知られている。

九星などで用いられる「河図洛書」(洛書)の図は次のとおりであり、上の図の対称形になっている。九数図:朱熹『周易本義』で洛書とされた

九星図の配置4→
59←
72
↑11↑43↓5
3→
25→
27
↓53↑41↑1
8←
71→
56

また西洋数秘術のサトゥルヌス魔方陣(土星魔方陣)は次の図のとおりである。

サトゥルヌス魔方陣618
753
294

4×4の魔方陣「サグラダ・ファミリアの魔方陣」も参照メランコリアIの中の魔方陣[1]

4×4の魔方陣は全部で880通り存在する[2]。4×4の魔方陣では、1行と4行を交換し、さらに1列と4列を交換すると別の4×4の魔方陣ができる[2]。同様にして、2行と3行、2列と3列を交換するとまた別の4×4の魔方陣ができる[2][3]。1行と2行、3行と4行、1列と2列、3列と4列を交換すると外枠の四角と内枠の四角が交換された別の4×4の魔方陣ができる[2]。右の図は、アルブレヒト・デューラーが描いたメランコリアIの中にある魔方陣を拡大したものである。

一例を示す。 [ 1 2 15 16 13 14 3 4 12 7 10 5 8 11 6 9 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&15&16\\13&14&3&4\\12&7&10&5\\8&11&6&9\\\end{bmatrix}}} 4×4の魔方陣から別の4×4の魔方陣を作る方法1行と4行を交換、1列と4列を交換する方法

最初の魔方陣121516
131434
127105
81169

1行と4行を入れ替えた魔方陣81169
131434
127105
121516

1列と4列を入れ替えた魔方陣91168
414313
571012
162151

2行と3行、2列と3列を交換する方法

最初の魔方陣121516
131434
127105
81169

2行と3行を入れ替えた魔方陣121516
127105
131434
81169

2列と3列を入れ替えた魔方陣115216
121075
133144
86119

1行と2行、3行と4行、1列と2列、3列と4列を交換する方法

最初の魔方陣121516
131434
127105
81169

1行と2行、3行と4行を入れ替えた魔方陣131434
121516
81169
127105

1列と2列、3列と4列を入れ替えた魔方陣141343
211615
11896
712510


5×5の魔方陣

1970年代から2億7530万5224通り(対称形などをのぞく)存在することが知られている[4][5]

一例を示す。 [ 11 24 7 20 3 4 12 25 8 16 17 5 13 21 9 10 18 1 14 22 23 6 19 2 15 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}11&24&7&20&3\\4&12&25&8&16\\17&5&13&21&9\\10&18&1&14&22\\23&6&19&2&15\end{bmatrix}}}
6×6の魔方陣

6×6の魔方陣は、一般的な作り方は知られていないため、いろいろな人物が独自の方陣を発表している[注釈 1]。一例として久留島喜内による魔方陣をあげる。 [ 1 2 3 34 35 36 31 32 15 4 23 6 30 29 28 9 8 7 12 11 10 27 26 25 24 20 22 21 5 19 13 17 33 16 14 18 ] {\displaystyle {\begin{bmatrix}1&2&3&34&35&36\\31&32&15&4&23&6\\30&29&28&9&8&7\\12&11&10&27&26&25\\24&20&22&21&5&19\\13&17&33&16&14&18\end{bmatrix}}}


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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