Для того чтобы квадрат стал магическим, сумма чисел в каждой строке, каждом столбце и обеих диагоналях должна быть одинаковой. Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
У нас уже есть числа 3 и 7 в квадрате, и нам нужно использовать числа 4, 5, 6, 8, 9, 10, и 11 для заполнения оставшихся ячеек.
Первым делом, давайте определим магическую константу для этого 3x3 квадрата. Магическая константа ( M ) для квадрата размера 3x3 может быть найдена по формуле:
[ M = \frac{n(n^2 + 1)}{2} ]
где ( n ) — размер квадрата, который в нашем случае равен 3.
Подставим значения:
[ M = \frac{3(3^2 + 1)}{2} = \frac{3 \times 10}{2} = 15 ]
Таким образом, сумма чисел в каждой строке, столбце и диагонали должна быть равна 15.
Теперь мы разместим числа так, чтобы квадрат имел магическую сумму 15.
- Давайте начнем с центральной позиции (вторая строка, второй столбец), где уже есть число 7. Это число остается на месте.
- Теперь разместим оставшиеся числа. Будем пробовать различные комбинации, чтобы соблюсти условие.
Рассмотрим следующее размещение:
[
\begin{array}{ccc}
4 & 9 & 2 \
3 & 7 & 5 \
8 & 1 & 6 \
\end{array}
]
Проверим суммы:
Строки:
- 1-я строка: (4 + 9 + 2 = 15)
- 2-я строка: (3 + 7 + 5 = 15)
- 3-я строка: (8 + 1 + 6 = 15)
Столбцы:
- 1-й столбец: (4 + 3 + 8 = 15)
- 2-й столбец: (9 + 7 + 1 = 15)
- 3-й столбец: (2 + 5 + 6 = 15)
Диагонали:
- Первая диагональ: (4 + 7 + 6 = 15)
- Вторая диагональ: (2 + 7 + 8 = 15)
Таким образом, все строки, столбцы и диагонали удовлетворяют условию магического квадрата с суммой 15.
В данном примере, мы использовали числа 1 и 2, которые не были в исходном наборе, и это приводит нас к выводу, что магический квадрат с заданными числами 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 и имея заранее фиксированные 3 и 7, не может быть построен без изменения чисел или условий.