Рассказы о математике | страница 19
И наконец, можно вспомнить так называемые “пандиагональные” магические квадраты. Это квадраты, в которых учитываются суммы также “косых” диагоналей, которые получаются если вырезать квадрат из бумаги и склеить его в тор. Желающие могут добавить в программу вывод таких квадратов самостоятельно.
8. Магический квадрат из простых чисел
Существует еще одна разновидность магического квадрата - составленного из простых чисел. Пример такого квадрата показан на рисунке:
29
131
107
167
89
11
71
47
149
Приведенную выше программу легко модифицировать для такого расчета: достаточно лишь заменить множество digits = set(range(1,16+1)) на другое, содержащее простые числа.
Для примера будем искать квадраты среди трехзначных простых чисел от 101 до 491.
Заменим в предыдущей версии программы строку digits = set([1,2,3,4,5,6,7,8,9]) на
primes = [ 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163,
167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 229, 233, 239, 241, 251,
257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 317, 331, 337, 347, 349,
353, 359, 367, 373, 379, 383, 389, 397, 401, 409, 419, 421, 431, 433, 439, 443,
449, 457, 461, 463, 467, 479, 487, 491 ]
digits = set(primes)
Таких квадратов нашлось 40, например:
233
167
389
419
263
107
137
359
293
Сумма чисел равна вполне красивому числу 789.
Т.к. число вариантов перебора больше, программа работает дольше. Время поиска составило 724с для Python-версии и 316c для программы на C++.
Если же рассматривать минимально возможный квадрат из простых чисел, то его сумма равняется тоже вполне “красивому” числу 111:
7
61
43
73
37
1
31
13
67
Примером квадрата 4х4 может быть квадрат с также “красивой” суммой 222:
97
41
73
11
17
47
83
75
59
79
13
71
49
55
53
65
9. Числа Фибоначчи
Возьмем 2 числа: 0 и 1. Следующее число рассчитаем как сумму предыдущих чисел, затем повторим процесс.
Мы получили последовательность, известную как числа Фибоначчи:
0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, ...
Эта последовательность была названа в честь итальянского математика 12 века Леонардо Фибоначчи. Фибоначчи рассматривал задачу роста популяции кроликов. Если предположить, что новорожденная пара кроликов 1 месяц растет, через месяц начинает спариваться, и затем через каждый месяц дает потомство, то количество пар кроликов несложно подсчитать:
Как можно видеть, число пар образует как раз те самые числа Фибоначчи. Сама последовательность Фибоначчи кажется простой. Но чем она интересна? Пример с кроликами не случаен - эти числа действительно описывают множество природных закономерностей:
