Магический квадрат. часть 2

Раунд II
Каждой команде раздается шаблон магического квадрата и время на решение задания 3 минуты. По истечении времени на доске рассматриваются все четыре задания. Если какая-то из групп не справилась, то квадрат заполняется всеми учениками класса.

Карточка 1
Числа:
1,2,3,4,5,6,7,7,9

 

 

 

Ответ

6

1

8

 

5

 

7

5

3

2

 

 

2

9

4


Карточка 2
Числа:
3,4,5,6,7,8,9,10,11

 

 

 

Ответ

10

3

8

 

7

 

5

7

9

 

11

 

6

11

4


Карточка 3
Числа
4,5,6,7,8,9,10,11,12

 

 

 

Ответ

11

6

7

 

8

 

4

8

12

 

 

5

9

10

5


Карточка 4
Числа

3,5,7,9,11,13,15,17,19

 

 

 

Ответ

17

7

9

 

11

19

3

11

19

 

 

 

13

15

5

За правильно выполненное задание команда получает 5 баллов, за подсказку другой команде – 1 балл.
Как составить магический квадрат?
Как же составить магический квадрат, например, такой, как на рисунке, затрачивая минимальное время, если в квадрат не вписано ни одного числа?

4

9

2

3

5

7

8

1

6

Можно попробовать перебрать различные варианты расстановки чисел от 1 до 9 в клетках таблицы. Если повезет – вы получите магический квадрат. Однако при этом надо иметь в виду, что всего существует почти 400 000 разных расстановок чисел в этом квадрате.
Гораздо интереснее и быстрее составить такой магический квадрат с помощью рассуждений.
Сумма всех чисел от 1 до 9 равна 45. Всего в квадрате три строки. Значит в каждой строке магического квадрата сумма чисел должна быть равна 45 : 3 = 15. Но тогда, чтобы квадрат был магическим, в каждом столбце и на каждой диагонали сумма чисел тоже должна быть равна 15.
Выпишем все возможные представления числа 15 в виде суммы трех слагаемых от 1 до 9.

9 + 5 + 1

8 + 6 + 1

7 + 6 + 2

6 + 5 + 4

9 + 4 + 2

8 + 5 + 2

7 + 5 + 3

 

 

8 + 4 + 3

 

 

Заметим, что число, стоящее в центре таблицы, должно встречаться в выписанных суммах четыре раза (столбец, строка и две диагонали). Каждое число, стоящее в углу таблицы, должно встречаться в суммах три раза (строка, столбец, диагональ). А число, стоящее на одном из оставшихся четырех мест, должно встречаться в суммах только два раза (строка и столбец).
Поскольку в полученных суммах четыре раза встречается только число 5, оно и должно стоять в центре таблицы.
Трижды встречаются в суммах числа 2, 4, 6 и 8. Значит, они  должны стоять в углах таблицы, причем так, чтобы 2 и 8 были на одной диагонали (2 + 5 + 8 = 15), а 4 и 6 – на другой. Продолжая рассуждения, можно построить магический квадрат, изображенный на рисунке.