2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117 ... 192  След.
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:07 
Аватара пользователя


21/02/10
1594
Екатеринбург
Решил, используя последние идеи построить пандиагональный МК 11х11 из простых чисел с достаточно маленькой магической суммой. Для разминки и отработки алгоритма сначала построить пандиагональный МК 7х7. Заодно проверить, насколько найденный svb пандиагональный МК 7х7 (магическая сумма 1895) является минимальным.

В алгоритме использовал, описанное выше разбиение простых чисел на классы 6k-1 и 6k+1. Число 3 не используется. Ищется примитивный квадрат вида:
Код:
5   5   5   5   5   5   5
5   5   5   5   5   5   5
5   5   5   5   5   5   5
5   5   5   5   5   5   5
1   1   1   1   1   1   1
1   1   1   1   1   1   1
1   1   1   1   1   1   1

В ячейках остаток от деления простого числа на 6. Все квадраты, полученные по этой схеме, будут иметь магическую сумму 6k-1.
Так же использовал идею Наталии, что все подквадраты примитивного квадрата, тоже примитивные.

Получился такой алгоритм:
1. Из чисел вида 6k-1 строим квадраты 1х1;
2. Для каждого квадрата вычисляем оценку, какую минимальную магическую сумму может иметь построенный из этого квадрата МК 7х7;
3. Берем квадрат с минимальной оценкой;
4. Строим из него все квадраты, порядок которых на единицу больше. Итеративно повторяем процедуру.

Выводы
1. Надо еще проверить МК с магической суммой 6k+1. Есть вероятность, что найдется квадрат с меньшей магической суммой. Шаблон для этих квадратов получается заменой остатков 5 на 1 и наоборот.
2. Для построения пандиагонального МК 11х11 этих идей недостаточно. Разве что попробовать волюнтаристски сократить перебор, чтобы получить хоть какой-нибудь пандиагональный МК 11х11.
3. Ниже представлен регулярный (по Россеру) ПМК 7х7 который, скорее всего, минимальный среди квадратов с магической суммой вида 6k-1. По крайней мере, на текущий момент проверено, что нет квадратов с магической суммой меньше 1079. Алгоритм построен так, что среди не рассчитанных квадратов, вряд ли найдется квадрат с меньшей суммой. Чтоб удостовериться в минимальности надо еще примерно три дня (точнее ночи) перебора.

Код:
359   443   181   79   61   293   233
73   347   479   449   11   193   97
23   211   109   127   593   569   17
683   137   29   41   223   163   373
277   409   463   251   149   47   53
167   59   107   523   499   31   263
67   43   281   179   113   353   613

Пандиагональный МК 7х7, магическая сумма 1649.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:08 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Garik2 в сообщении #345177 писал(а):
Когда у меня подобные комбинаторные задачи, то делаю так. После самого внешнего цикла ставлю оператор print "1";
После начала следующего цикла - оператор print "2"; И так далее. Но не все 16 циклов, а для первых, допустим, 8. И на экране тогда будет видно, как быстро крутятся циклы.

Этот приём я тоже использую всегда.

-- Ср авг 18, 2010 16:14:01 --

Pavlovsky
замечательный результат!
А с квадратами 10-го порядка вы уже дошли до минимального квадрата?

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:16 


17/08/10

132
Израиль
А мультипликативные магические квадраты Вас интересуют?

Лично для меня знакомство с мультипликативными магическими квадратами началось с челябинской "внутряшки" (внутренней математической олимпиады города Челябинск). Там предлагалась следующая задача:
В клетки квадрата 3 × 3 записать различные натуральные числа так, чтобы 6 произведений по строкам и по столбцам равнялись между собой.

Я же пошел дальше и решил, что равными должны быть не только 6, но и все 8 произведений, поэтому записал следующие числа:

64 2 256
128 32 8
4 512 16

Догадались, как я это сделал? Взял обычный магический квадрат и вместо каждого из чисел записал двойку в степени этого числа.

Потом оказалось, что вовсе не нужно было делать все 8 произведений попарно равными, и ответ на задачу был такой:

2 12 5
20 1 6
3 10 4
:o

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:21 
Аватара пользователя


21/02/10
1594
Екатеринбург
Nataly-Mak в сообщении #345188 писал(а):
А с квадратами 10-го порядка вы уже дошли до минимального квадрата?


Пока ничего нового. Надо либо решиться на многодневный перебор, либо чего то придумать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:23 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Методы построения мультипликативных магических квадратов описаны в книге Ю. В. Чебракова.

Я построила очень интересный мультипликативный магический куб 4-го порядка, он не только мультипликативный, но и пантриагональный. Да вот опять кубы у меня отложены, с квадратами ещё не всё решила :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:41 


17/08/10

132
Израиль
Простите мне моё невежество (я - человек необразованный), а что сие есть "пантриагональный"?
Насколько мне известно, "пан" по-древнегречески означает "всё". А "триагональ", я так понимаю, есть некое обобщение понятия "диагональ" на число 3?

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение18.08.2010, 15:51 
Заблокирован
Аватара пользователя


03/08/09

235
Здесь доходчиво написано
http://ru.wikipedia.org/wiki/Магический_квадрат

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 05:25 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Busy_Beaver в сообщении #345199 писал(а):
Простите мне моё невежество (я - человек необразованный), а что сие есть "пантриагональный"?
Насколько мне известно, "пан" по-древнегречески означает "всё". А "триагональ", я так понимаю, есть некое обобщение понятия "диагональ" на число 3?

Вы всё правильно перевели.

Если хотите подробнее, посмотрите две мои статьи о магических кубах, я пока написала о магических кубах порядков 3 и 4.
http://www.natalimak1.narod.ru/kuby.htm
Собираюсь продолжить, как только разделаюсь с квадратами :-)

В этом разделе есть тема "Магические кубы".

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 07:17 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Итак, идея проверки всех МК 6-го порядка, построенных из заданных 36 чисел, на пандиагональность.
Берём наименьший МК 6-го порядка из простых чисел:

Код:
3 5 47 109 131 137
89 73 53 97 61 59
151 167 83 7 11 13
71 41 107 103 67 43
17 19 29 79 139 149
101 127 113 37 23 31

Требуется установить, можно ли из чисел, составляющих этот обычный магический квадрат, построить пандиагональный квадрат.

Задачка про-о-о-стенькая :-)

1 способ. Есть программа 12d3, которая строит все МК 6-го порядка из заданных 36 чисел.
Сейчас попробовала эту программу. Генерируется 14615 строк с суммой чисел в строке равной 432 (магической константе квадрата). Это программа сообщила сразу. Потом надолго "задумалась", я её прервала. Предполагаю, что всех МК будет очень много, может быть, несколько тысяч. Реально ли такой массив квадратов проверить на пандиагональность? С Бейсиком точно не реально.

2 способ. Есть программа ice00, основанная на вероятностном алгоритме, то есть она строит квадраты случайным образом (именно по такому алгоритму составлена и моя программа, по которой я и построила приведённый квадрат, это ещё задолго да прихода на форум ice00).
В программе ice00 можно задать количество квадратов, которое мы желаем построить. Сейчас, например, я задала в программе количество 5 и программа мне их сразу построила:

Код:
ORDER=6  MAGIC=432

59  17  73  137 139 7   
13  107 67  103 29  113
89  47  5   97  43  151
79  167 149 3   23  11 
83  41  101 61  127 19 
109 53  37  31  71  131

167 59  113 71  3   19 
13  103 29  61  137 89 
53  11  79  23  139 127
17  151 43  31  107 83 
73  101 37  149 5   67 
109 7   131 97  41  47 

101 113 97  79  23  19 
7   13  107 53  103 149
47  31  127 67  71  89 
29  83  73  37  43  167
139 61  17  59  151 5   
109 131 11  137 41  3   

53  113 41  89  29  107
127 31  109 3   151 11 
167 61  19  17  97  71 
73  101 47  131 13  67 
5   103 79  149 59  37 
7   23  137 43  83  139

89  53  73  67  137 13 
139 19  37  83  5   149
7   151 47  79  131 17 
107 71  167 61  3   23 
31  109 11  41  113 127
59  29  97  101 43  103

Можно построить хоть тысячу квадратов, а потом проверить их на пандиагональность. Но случайное построение есть случайное, можно построить 10 раз по 1000 квадратов и не найти ни одного пандиагонального. Это однако не будет означать, что пандиагонального вообще не существует.

Придётся ждать, когда придёт 12d3 и, может быть, модифицирует свою программу, чтобы она строила не все, а только пандиагональные квадраты.

Напомню, в чём состоит задача. Пандиагональный квадрат 6-го порядка из простых чисел я построила. Он составлен из комплементарных пар чисел и имеет магическую константу 630. Однако это может оказаться и не наименьший пандиагональный квдарат из произвольных простых чисел.
Надо теперь проверить МК с магическими константами в интервале [432,630).
Если учесть, что магическая константа может быть только чётной, не так много осталось. Но эффективной программы для проверки нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 08:31 
Заблокирован
Аватара пользователя


03/08/09

235
Тогда такой вопрос. Последняя Ваша прога, где 16 циклов - сколько часов требуется, чтобы просчитались, скажем внутренние 15 циклов? Или 14 циклов и т. д. Дело в том, что мой комп очень мощный по скорости, - вдвоем мы попробовали бы прогнать все комбинации.
Или же счет идет на годы?
Или такая идея. Какой-то крайний цикл (скажем 9-й) идет более-менее заметно. Тогда вместо вышестоящих циклов делать случайные назначения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 09:19 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Как я уже сказала выше, в этой программе ничего нельзя просчитать (см. отмеченный нюанс). Тут всё зависит оттого, что как сложится, никаких закономерностей, одни случайные связи :-)

Если вас увлекла эта задача, вы можете сами реализовать представленную общую формулу пандиагонального квадрата 6-го порядка (которую вы любезно получили, решив мою систему уравнений). Реализация совсем несложная: задать 16 циклов для свободный переменных и вычислить все зависимые переменные, проверяя при этом принадлежность зависимых переменных заданному массиву чисел. Конечно, циклы надо задавать не все подряд, а задав несколько циклов, вычислить зависимые переменные, которые зависят от заданных свободных переменных (и проверить их на принадлежность заданному массиву), потом задавать следующие циклы - по другим свободным переменным. В этом некоторая оптимизация перебора.

Если хотите, я могу выложить свою исполняемую программу.

Можно попросить maxal'а выложить его программу для построения пандиагонального квадрата 6-го порядка из заданных 36 чисел. У него более оптимальная формула и потому более эффективная программа. Хотя он тоже говорил, что быстродействие программы оставляет желать лучшего. Но может, всё же лучше, чем у меня.

-- Чт авг 19, 2010 10:25:57 --

Garik2 в сообщении #345326 писал(а):
Или такая идея. Какой-то крайний цикл (скажем 9-й) идет более-менее заметно. Тогда вместо вышестоящих циклов делать случайные назначения.

Вы прочитали мои мысли или я ваши :-)

Сейчас я уже реализовала эту идею. Как я уже сообщала, если задать конкретные значения для первых 7 циклов, то программа сразу находит квадрат. Тогда я решила давать переменным этих циклов не конкретные значения, а случайные (с помощью функции RND). Уже сделала программу, сделала пакетный файл штук на 50 таких программ и покрутила. Пока ничего не нашлось.
Это тот же самый вероятностный алгоритм: авось повезёт и сложится.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 10:35 
Заблокирован
Аватара пользователя


03/08/09

235
Ой, сам состалять такую "простую" программу не буду. Лучше дайте Вашу, я буду ее крутить хоть неделю подряд. Важно, чтобы запись в файл велась. А то у нас и электричество могут отключить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 11:19 


17/08/10

132
Израиль
Nataly-Mak в сообщении #345315 писал(а):
Busy_Beaver в сообщении #345199 писал(а):
Простите мне моё невежество (я - человек необразованный), а что сие есть "пантриагональный"?
Насколько мне известно, "пан" по-древнегречески означает "всё". А "триагональ", я так понимаю, есть некое обобщение понятия "диагональ" на число 3?

Вы всё правильно перевели.

Если хотите подробнее, посмотрите две мои статьи о магических кубах, я пока написала о магических кубах порядков 3 и 4.
http://www.natalimak1.narod.ru/kuby.htm
Собираюсь продолжить, как только разделаюсь с квадратами :-)

В этом разделе есть тема "Магические кубы".


Огромное спасибо! С удовольствием прочту.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 12:09 
Заблокирован
Аватара пользователя


22/03/08

7154
Саратов
Garik2 в сообщении #345345 писал(а):
...Лучше дайте Вашу, я буду ее крутить хоть неделю подряд. Важно, чтобы запись в файл велась. А то у нас и электричество могут отключить.

Программу я, конечно, выложу. Но вот эффект от неё не ожидается. Интересно, конечно, покрутить хотя бы для одного массива, удастся ли хоть один раз её прогнать полностью.

Но лучше всё же напрячь мозги и придумать более эффективный алгоритм.
Помню, как я крутила "до посинения" программу, основанную на вероятностном алгоритме построения пандиагональных квадратов 5-го порядка (классических!), пока не додумалась описать квадрат системой уравнений и получить общую формулу. Этот алгоритм прекрасно сработал! Я сразу получила все 144 пандиагональных квадрата.
А потом, гораздо позже, нашла в сети ещё один алгоритм - метод латинских квадратов. Этот алгоритм вообще позволяет построить все 144 классических пандиагональных квадрата 5-го порядка за несколько минут.

Вот к таким алгоритмам надо стремиться. А гонять программу неделю скучно. Ещё неизвестно, будет ли результат.

 Профиль  
                  
 
 Re: Магические квадраты
Сообщение19.08.2010, 12:16 
Заблокирован
Аватара пользователя


03/08/09

235
Да, но 6-й порядок от 5-го совсем недалеко стоит. Что мешает использовать наработки для 5-го порядка? Система же уравнений описана.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2871 ]  На страницу Пред.  1 ... 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117 ... 192  След.

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group