立方陣

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立方陣とは、n×nの魔方陣をn段重ねたn×n×nの立方体について、上下・左右・前後・斜め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から立方陣のマスの総数までの数字を1つずつ過不足なく使ったものを言う。英語では魔方陣:magic squareに対して、magic cube と呼ばれる。

このときの一列の和は、

と計算できる。

立体では、斜め方向にあたる方向について、表面に平行な面の正方形の対角方向成分および、立体的に中心を通って反対頂点に向う対角方向成分とある。n=3およびn=4では、完全にその全てを揃えることができず、一方のみ合計を揃えたものが作れる。

1×1×1の立方陣は明らかであり、2×2×2の立方陣は存在しない。3×3×3では、上下左右前後の立体の辺に平行な方向と、立体の中心を通る対角線上の合計を揃えた立方陣が存在する。

4×4×4の(準)立方陣

4×4×4では、表面に平行な面の対角成分 または、中心を通って反対頂点に向う4本の対角成分の、どちらかの合計を、他の辺に平行な成分の合計と一致させたものが存在する。

5×5×5 および 6×6×6の立方陣

ながらくこの存在は不明だったが、コンピュータを使って全ての対角成分も含めて1列に並ぶ数字の合計が等しくなる立方陣が2003年にTrumpらによって発見された。

7×7×7の立方陣

8×8×8の立方陣

一辺の大きさが十分大きい素数nからなるn×n×n立方陣

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