魔方陣の遊び方
- 魔方陣(まほうじん)は、正方形のマスに数字を入れて、たて・よこ・ななめのどの列の合計も同じ数になるようにする数字パズルです。3×3なら1〜9、4×4なら1〜16、5×5なら1〜25を、1つずつ全部使います。
- マスを押して選び、数字のボタンを押すと入ります。もう使った数字のボタンは薄くなり、押すとその数字を今のマスへ移します。パソコンでは数字のキー・矢印キー・Delete キーでも入力できます。
- 「メモ」をONにすると、入りそうな数字をマスに小さく書いておけます(同じ数字をもう一度押すと消えます)。数字を入れると、ほかのマスのメモからその数字が消えます。パソコンでは N キーでメモを切り替えられます。
- 盤の右に各行、下に各列、左下と右下にななめの合計が出ます。そろえる合計になった列には ✓ が付き、全部の列に ✓ が付いたら完成です。
- 3×3は空っぽの盤から作る、昔から有名な問題です。4×4と5×5は最初からいくつかの数字が入っていて、答えは1つに決まります。困ったら「ヒント」で、次に決めやすいマスの数字が入ります(ヒントを使った回は自己ベストに数えません)。
- 「今日の問題」は、4×4と5×5に1問ずつ、毎日0時(日本時間)に新しくなる、みんな同じ問題です。毎日続けて完成すると、続けた日数が記録されます。
魔方陣とは
魔方陣は、たて・よこ・ななめの各列の数の合計(定和)が、すべて等しくなるように数を並べた正方形です。1〜n²(nはたて・よこのマスの数)を1つずつ使うとき、そろえる合計は「1〜n² の合計 ÷ n」で、n×(n²+1)÷2 になります。
| 大きさ | 使う数 | そろえる合計 |
|---|---|---|
| 3×3 | 1〜9 | 15 |
| 4×4 | 1〜16 | 34 |
| 5×5 | 1〜25 | 65 |
| 6×6 | 1〜36 | 111 |
| 7×7 | 1〜49 | 175 |
回したり裏返したりして同じになるものを1つと数えると、3×3の魔方陣は1通り、4×4は880通り、5×5は約2億7530万通りあります。
魔方陣の解き方
まず、そろえる合計(3×3なら15)を求めます。3×3のまん中はいつも「合計÷3」で、1〜9なら5です。あとは、空きが1つの列を探して、合計から入っている数を引くと1マスずつ決まります。4×4・5×5も同じで、空きが2つの列は、まだ使っていない数の組で考えます。
魔方陣の作り方
奇数(3×3・5×5・7×7…)の作り方
- いちばん上の行のまん中に1を入れます。
- 次の数は、右ななめ上のマスに入れます。上にはみ出したらいちばん下の行へ、右にはみ出したらいちばん左の列へ回ります(盤の上と下、左と右がつながっていると考えます)。
- 入れたいマスにもう数があるときは、今の数のすぐ下のマスに入れます。これをくり返すと、どの大きさの奇数の魔方陣でもできあがります。
| 8 | 1 | 6 |
| 3 | 5 | 7 |
| 4 | 9 | 2 |
| 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 |
4×4の作り方
- 1〜16を、左上から右へ順に書きます。
- 2本のななめの線の上にある8つの数だけを、それぞれ「17からその数を引いた数」に書きかえます(1→16、6→11 など)。これで4×4の魔方陣になります。
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 5 | 6 | 7 | 8 |
| 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 |
| 16 | 2 | 3 | 13 |
| 5 | 11 | 10 | 8 |
| 9 | 7 | 6 | 12 |
| 4 | 14 | 15 | 1 |
8×8・12×12 のような4の倍数は、4×4ずつに区切り、それぞれのななめの線の上の数を「n²+1 からその数を引いた数」に書きかえると作れます(8×8なら65から引く)。6×6・10×10 のような4で割り切れない偶数は、奇数の作り方を組み合わせる方法などがあり、少しむずかしくなります。
魔方陣の歴史
いちばん古い魔方陣は、中国の伝説に出てくる「洛書(らくしょ)」で、川から現れた亀の甲羅に3×3の魔方陣が描かれていたといわれます。ドイツの画家デューラーが1514年に作った版画「メランコリアⅠ」には4×4の魔方陣があり、いちばん下の行のまん中に、作った年の「15」「14」が並んでいます。日本でも江戸時代の和算で「方陣」と呼ばれ、関孝和などの和算家が作り方を研究しました。