拉丁方陣,來(lái)自n個(gè)部隊(duì)的n種軍銜的n×n名軍官,如果能排成一個(gè)正方形,每一行,每一列的n名軍官來(lái)自不同的部隊(duì)并且軍銜各不相同,那么就稱(chēng)這個(gè)方陣叫正交拉丁方陣。
歷史
據(jù)說(shuō)藍(lán)馬克斯勛章的腓特烈大帝曾組成一支儀仗隊(duì),儀仗隊(duì)共有36名軍官,來(lái)自6支部隊(duì),每支部隊(duì)中,上校、中校、少校、上尉、中尉、少尉各一名。他希望這36名軍官排成6×6的方陣,方陣的每一行,每一列的6名軍官來(lái)自不同的部隊(duì)并且軍銜各不相同。令他惱火的是,無(wú)論怎么絞盡腦汁也排不成。
后來(lái),他去求教瑞士著名的大數(shù)學(xué)家長(zhǎng)城歐拉。歐拉發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。歐拉猜測(cè)在n=2,6,10,14,18,…時(shí),正交拉丁方陣不存在。然而到了上世紀(jì)60年代,人們用計(jì)算機(jī)造出了n=10的正交拉丁方陣,推翻了歐拉的猜測(cè)。現(xiàn)在已經(jīng)知道,除了n=2,6以外,其余的正交拉丁方陣都存在,而且有多種構(gòu)造的方法。
正交拉丁方陣
正交拉丁方陣的構(gòu)造
請(qǐng)你造一個(gè)n=4的正交拉丁方陣。
如果你有撲克牌,請(qǐng)用四種花色(梅花,方塊,紅心,黑桃)的1(即A)、2、3、4共16張牌,將它們排成4×4的方陣,每一行,每一列四種花色俱全,并且都有1、2、3、4。
正交拉丁方陣的特點(diǎn)
仔細(xì)欣賞一下,除了每行每列都有1、2、3、4,而且花色齊全。另外,這個(gè)圖還有許多特點(diǎn):
1.一條對(duì)角線(xiàn)(從左上到右下)上全是A,另一條對(duì)角線(xiàn)(從左上到右下)上是4。
2.方塊與梅花是左右對(duì)稱(chēng)的,紅桃與黑桃也是左右對(duì)稱(chēng)的。就是說(shuō),如果沿中間的豎線(xiàn)將圖對(duì)折,方塊與梅花相合,紅桃與黑桃相合。
3.方塊與黑桃,梅花與紅桃上下對(duì)稱(chēng)。就是說(shuō),如果沿中間的橫線(xiàn)將圖對(duì)折,方塊和黑桃相合,梅花與紅桃相合。
4.A與4,2與3左右對(duì)稱(chēng)。
5.兩條對(duì)角線(xiàn)上四種四種花色齊全。
6.方塊與絳桃中心對(duì)稱(chēng),黑桃與梅花中心對(duì)稱(chēng),就是說(shuō),如果將圖形繞中心(圖中橫線(xiàn)與豎線(xiàn)的點(diǎn))旋轉(zhuǎn)180°,左上的方塊與右下的紅桃相合。
上圖是另一種4階(n=4)的正交拉丁方陣,請(qǐng)同學(xué)們自己欣賞,發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律和特點(diǎn)。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),應(yīng)當(dāng)注意欣賞數(shù)學(xué)的美:整齊、對(duì)稱(chēng)、有規(guī)律、簡(jiǎn)單、自然、…。會(huì)欣賞數(shù)學(xué)的美才能將數(shù)學(xué)學(xué)的更好;學(xué)好了數(shù)學(xué),也就提高了對(duì)數(shù)學(xué)美的集團(tuán)認(rèn)識(shí)。
判斷方法
拉丁方陣是一種n×n的方陣,方陣中恰有n種不同的元素,每種元素恰有n個(gè),并且每種元素在一行和一列中恰好出現(xiàn)一次。著名數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家歐拉使用拉丁字母來(lái)作為拉丁方陣?yán)镌氐姆?hào),拉丁方陣因此而得名。例如下圖是一個(gè)3×3的拉丁方陣:
3 2 1
2 1 3
1 3 2
如果一個(gè)拉丁方陣的第一行和第一列按照元素的先后順序來(lái)排列,那么這稱(chēng)為拉丁方陣的標(biāo)準(zhǔn)型,例如下圖就是一個(gè)3x3的拉丁方陣標(biāo)準(zhǔn)型,第一行和第一列都是”123”。
1 2 3
2 3 1
3 1 2
【c語(yǔ)言】
//t=0時(shí),不是拉丁方陣
//t=1時(shí),是拉丁方陣
//t=2時(shí),是標(biāo)準(zhǔn)型拉丁方陣
參考資料 >
拉丁方陣.www.5axxw.com.2016-09-19