如何证明n阶一致阵的秩等于1
n阶行列式设有n2个数,排成n行n列的表 ,作出表中位于不同行不同列的n个数的乘积,并冠以符号(-1)t,的形式如下的项,其中为自然数1,2,。。。,n的一个排列,t为这个排列的逆序数。由于这样的排列共有n!个,这n!项的代数和称为n阶行列式 幻方阵 幻方是什么呢?如右图就是一个幻方,即将n*n(n>=3)个数字放入n*n的方格内,使方格的各行、各列及对角线上各数字之各相等。 我很早就对此非常感兴趣,也有所收获。8 1 6 3 5 7 4 9 2 本数学模型于1999年9月26日构造。奇阶幻方当n为奇数时,我们称幻方为奇阶幻方。可以用Merzirac法与loubere法实现,根据我的...全部
n阶行列式设有n2个数,排成n行n列的表 ,作出表中位于不同行不同列的n个数的乘积,并冠以符号(-1)t,的形式如下的项,其中为自然数1,2,。。。,n的一个排列,t为这个排列的逆序数。由于这样的排列共有n!个,这n!项的代数和称为n阶行列式 幻方阵 幻方是什么呢?如右图就是一个幻方,即将n*n(n>=3)个数字放入n*n的方格内,使方格的各行、各列及对角线上各数字之各相等。
我很早就对此非常感兴趣,也有所收获。8 1 6 3 5 7 4 9 2 本数学模型于1999年9月26日构造。奇阶幻方当n为奇数时,我们称幻方为奇阶幻方。可以用Merzirac法与loubere法实现,根据我的研究,发现用国际象棋之马步也可构造出更为神奇的奇幻方,故命名为horse法。
偶阶幻方当n为偶数时,我们称幻方为偶阶幻方。当n可以被4整除时,我们称该偶阶幻方为双偶幻方;当n不可被4整除时,我们称该偶阶幻方为单偶幻方。可用了Hire法、Strachey以及YinMagic将其实现,Strachey为单偶模型,我对双偶(4m阶)进行了重新修改,制作了另一个可行的数学模型,称之为Spring。
YinMagic是我于2002年设计的模型,他可以生成任意的偶阶幻方。在填幻方前我们做如下约定:如填定数字超出幻方格范围,则把幻方看成是可以无限伸展的图形,如下图:Merzirac法生成奇阶幻方在第一行居中的方格内放1,依次向左上方填入2、3、4…,如果左上方已有数字,则向下移一格继续填写。
如下图用Merziral法生成的5阶幻方:17 24 1 8 15 23 5 7 14 16 4 6 13 20 22 10 12 19 21 3 11 18 25 2 9 loubere法生成奇阶幻方在居中的方格向上一格内放1,依次向左上方填入2、3、4…,如果左上方已有数字,则向上移两格继续填写。
如下图用Louberel法生成的7阶幻方:30 39 48 1 10 19 28 38 47 7 9 18 27 29 46 6 8 17 26 35 37 5 14 16 25 34 36 45 13 15 24 33 42 44 4 21 23 32 41 43 3 12 22 31 40 49 2 11 20 horse法生成奇阶幻方先在任意一格内放入1。
向左走1步,并下走2步放入2(称为马步),向左走1步,并下走2步放入3,依次类推放到n。在n的下方放入n 1(称为跳步),再按上述方法放置到2n,在2n的下边放入2n 1。如下图用Horse法生成的5阶幻方:77 58 39 20 1 72 53 34 15 6 68 49 30 11 73 63 44 25 16 78 59 40 21 2 64 54 35 26 7 69 50 31 12 74 55 45 36 17 79 60 41 22 3 65 46 37 27 8 70 51 32 13 75 56 47 28 18 80 61 42 23 4 66 57 38 19 9 71 52 33 14 76 67 48 29 10 81 62 43 24 5 一般的,令矩阵[1,1]为向右走一步,向上走一步,[-1,0]为向左走一步。
则马步可以表示为2X Y,{X∈{[1,0], [-1,0]},Y∈{[0,1], [0,-1]}}∪{Y∈{[1,0], [-1,0]},X∈{[0,1], [0,-1]}}。对于2X Y相应的跳步可以为2Y,-Y,X,-Y,X,3X,3X 3Y。
上面的的是X型跳步。Horse法生成的幻方为魔鬼幻方。Hire法生成偶阶幻方将n阶幻方看作一个矩阵,记为A,其中的第i行j列方格内的数字记为a(i,j)。在A内两对角线上填写1、2、3、……、n,各行再填写1、2、3、……、n,使各行各列数字之和为n*(n 1)/2。
填写方法为:第1行从n到1填写,从第2行到第n/2行按从1到进行填写(第2行第1列填n,第2行第n列填1),从第n/2 1到第n行按n到1进行填写,对角线的方格内数字不变。如下所示为6阶填写方法:1 5 4 3 2 66 2 3 4 5 11 2 3 4 5 66 5 3 4 2 16 2 4 3 5 11 5 4 3 2 6如下所示为8阶填写方法(转置以后):1 8 1 1 8 8 8 17 2 2 2 7 7 2 76 3 3 3 6 3 6 65 4 4 4 4 5 5 54 5 5 5 5 4 4 43 6 6 6 3 6 3 32 7 7 7 2 2 7 28 1 8 8 1 1 1 8将A上所有数字分别按如下算法计算,得到B,其中b(i,j)=n×(a(i,j)-1)。
则AT+B为目标幻方(AT为A的转置矩阵)。如下图用Hire法生成的8阶幻方:1 63 6 5 60 59 58 8 56 10 11 12 53 54 15 49 41 18 19 20 45 22 47 48 33 26 27 28 29 38 39 40 32 39 38 36 37 27 26 25 24 47 43 45 20 46 18 17 16 50 54 53 12 11 55 9 57 7 62 61 4 3 2 64 Strachey法生成单偶幻方将n阶单偶幻方表示为4m 2阶幻方。
将其等分为四分,成为如下图所示A、B、C、D四个2m 1阶奇数幻方。A C D B A用1至2m 1填写成(2m 1)2阶幻方;B用(2m 1)2 1至2*(2m 1)2填写成2m 1阶幻方;C用2*(2m 1)2 1至3*(2m 1)2填写成2m 1阶幻方;D用3*(2m 1)2 1至4*(2m 1)2填写成2m 1阶幻方;在A中间一行取m个小格,其他行左侧边缘取m-1列,将其与D相应方格内交换;B与C接近右侧m-1列相互交换。
如下图用Strachey法生成的6阶幻方:35 1 6 26 19 24 3 32 7 21 23 25 31 9 2 22 27 20 8 28 33 17 10 15 30 5 34 12 14 16 4 36 29 13 18 11 Spring法生成以偶幻方将n阶双偶幻方表示为4m阶幻方。
将n阶幻方看作一个矩阵,记为A,其中的第i行j列方格内的数字记为a(i,j)。先令a(i,j)=(i-1)*n j,即第一行从左到可分别填写1、2、3、……、n;即第二行从左到可分别填写n 1、n 2、n 3、……、2n;…………之后进行对角交换。
对角交换有两种方法:方法一;将左上区域i j为偶数的与幻方内以中心点为对称点的右下角对角数字进行交换;将右上区域i j为奇数的与幻方内以中心点为对称点的左下角对角数字进行交换。(保证不同时为奇或偶即可。
)方法二;将幻方等分成m*m个4阶幻方,将各4阶幻方中对角线上的方格内数字与n阶幻方内以中心点为对称点的对角数字进行交换。如下图用Spring法生成的4阶幻方:16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1 YinMagic构造偶阶幻方先构造n-2幻方,之后将其中的数字全部加上2n-2,放于n阶幻方中间,再用本方法将边缘数字填写完毕。
本方法适用于n>4的所有幻方,我于2002年12月31日构造的数学模型。YinMagic法可生成6阶以上的偶幻方。如下图用YinMagic法生成的6阶幻方:10 1 34 33 5 28 29 23 22 11 18 8 30 12 17 24 21 7 2 26 19 14 15 35 31 13 16 25 20 6 9 36 3 4 32 27 魔鬼幻方如将幻方看成是无限伸展的图形,则任何一个相邻的n*n方格内的数字都可以组成一个幻方。
则称该幻方为魔鬼幻方。用我研究的Horse法构造的幻方是魔鬼幻方。如下的幻方更是魔鬼幻方,因为对于任意四个在两行两列上的数字,他们的和都是34。此幻方可用YinMagic方法生成。15 10 3 6 4 5 16 9 14 11 2 7 1 8 13 12。
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