JP2019013723A - Three-dimensional magic square toy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は魔方陣を用いた教育玩具に関する。The present invention relates to an educational toy using a magic square.
魔方陣とは数字を縦と横に面状に並べていって、その縦と横及び斜めの数字の合計が同じになる事で完成とした数学と遊びである。これまで世に知られている魔方陣のうち、より高度なものは本を見ても専門的にやっている人々の作品とその世界と言ってもよい。普通の人が知っている魔方陣のほとんどは一枚の平面ものであり、それも単純な作り方で終わっている場合が多い。立体魔方陣としても数えるぐらいのものしかないのが現状である。次数が増えて数字も増えていけば難解になっていくのは当然なのであるが、より子供の段階より理解を深め、計算が得意になられん事を願うものである。以下平面と立体ものの世に知られているものを代表して紹介する。Magic squares are mathematics and play completed by arranging numbers in a vertical and horizontal plane, and the sum of the vertical, horizontal, and diagonal numbers is the same. Of the magic squares that have been known to the world, the more advanced ones can be said to be the work of the people who are doing professionally even if they look at books and the world. Most of the magic squares that ordinary people know is a single plane, and it often ends in a simple way. At present, there are only three-dimensional magic squares to count. It is natural that if the degree increases and the number increases, it will become difficult to understand, but we hope that we will deepen our understanding and become good at calculation at the child stage. The following are representative examples of plane and solid objects.
これを提案する者としては、立体と言えども紙の上での立体であり子供達が手に取り、いじくり回して考えるものとなっていないのは残念である。調べていくとこれが全てではないにしても、それなりに確立された知識と世界である事が分かり、苦労の跡がうかがわれる。本の中では立体魔方陣は立体対角線での合計を主とし平面での合計(定和)はあまり問題にしないとなっているが、提案者としては普通の人の立場としてさほどにはこだわらないつもりである。立体対角線とはサイコロ状になっている魔方陣の中にまで密に数字が存在している(層になっている)状態でサイコロの中心を通る角と角を結ぶ線上に存在する数字の合計までもが一致しているというものであるが、直接この数字を見て確認するのは難しく、計算によってのみ導き出される結果であるので、提案者が多面体の魔方陣として出しているものとは、見た目は似ているが内容は少し違うものである。
簡単な作品は電卓でも立体対角線を同じにする事はできるが、本格的なものはコンピューターの力を借りないと完成は難しい。よってこれらのコンピューターの力を借りて作る作品は玩具の域を越えているものと考え専門家の人に任せるつもりである。また立体対角線にこだわると作品が限定されるという懸念もある。困難な作品ほど価値があるのは当然だが、一般的にはあまり知られていないしヒントなしには簡単に分かって作れるという世界でもないが、研究者や愛好家が歴史的にも頑張ってきた結果を形にして楽しさと驚きを中心に子供達にも伝えていきたいと考えるものである。これを作るにあたっては10進法だけでなく、4進法や5進法など次数に合わせた計算法を学ぶ必要もあり、分数も含めてまだまだいろんな作品が作れることをこれから紹介していきたい。For those who propose this, it is unfortunate that even though it is a three-dimensional object, it is a three-dimensional object on paper, which children do not pick up and play around with. If you examine it, you can see that it is a well-established knowledge and the world, even if this is not all, and you can see the struggle. In the book, the solid magic square is mainly the sum of the solid diagonals, and the sum of the planes (the sum) does not matter so much, but as a proponent, it is not so particular as an ordinary person. Intend. The solid diagonal is the sum of the numbers on the line that connects the corners and corners that pass through the center of the dice in a state where numbers are densely (layered) in the magic square that is in the shape of a dice. Although it is difficult to see and confirm this number directly, it is a result derived only by calculation, so what the proposer has put out as a polyhedron magic square is, It looks similar, but the contents are a little different.
Simple works can have the same solid diagonal even with a calculator, but full-scale works are difficult to complete without the help of a computer. Therefore, I think that works made with the help of these computers are beyond the scope of toys and will be left to specialists. There is also a concern that the work will be limited if you stick to the solid diagonal. Although it is natural that a difficult work is more valuable, it is not a world that is generally not well known and easy to understand without hints, but the results of researchers and enthusiasts working hard historically We want to convey to children mainly fun and surprise. In order to make this, it is necessary to learn not only the decimal system but also the calculation method according to the degree such as the quaternary system and the quinary system, and I would like to introduce that various works including fractions can be made.
本発明の目的
子供達が手に取り、いじくり回して考える事ができるための立体魔方陣玩具の作成。Object of the present invention Creation of a three-dimensional magic square toy for children to pick up and play around.
目的を達成する手段
1) これを達成する手段としては、ベルトもしくはテープを利用することを考えたい。 すなわち完成した立体魔方陣をただ人が見る、見せるだけでなく、自分達で数字の 配列されたのを見てそれが魔方陣であるか否かを判断してもらう事と、実際に自分 達で考えて作ってもらう方向で目的を達成したいと考えるものである。
2) 例えば玩具としての形においては立体の5角形か6角形(3角形以上)をした枠の 外側に魔方陣の次数に応じた数の数字(魔方陣になっているもの)を記したベルト を次数の数だけ巻きつけるものとする。
3) 例えば6角形であれば6面体の魔方陣が記され、3角形であれば3面体の魔方陣が ベルトには記される訳であるが、このベルトは自由に人が回せるようになっており 、次数分の数のベルトをそれぞれ正しい位置に配置した時のみ正しい魔方陣が現れ るようになっている。
4) 例えばベルトには意味のない空の数字が余分に記されており、一面だけの魔方陣が 完成したとしても、その時には別の面の魔方陣は完成しないよう崩れてしまうよう になっている。これは空の数字が不規則に記されているためでもあるが、もし空の 数字を規則的に記したとすれば、6面体なら6面の全てが同時に魔方陣として完成 する事になる。これはどちらでも選べるように作る事はもちろん可能である。不規 則なるが故に一面を完成して次の面を完成させようとする時には一度完成した面は 崩れてしまう訳である。ベルトならず本体が一体の成型であると大きくなって持ち 運びに不便なため、分割して作製できるように工夫はしておいたが、しかしながら それでもかさ張る事を考えて次なる案も考えて見た。
5) 例えばこの多面体を作るやり方では、次数が増えると6角が7角、8角と単純に大 きくなって扱いに不便なので別な形も用意してみた。すなわちカセットテープのよ うな形をしたものを想像してもらって、数字の記されたカセットテープのものを次 数分だけ重ねるというものである。これだと始めに説明したベルトのように長くな らずに済み、リールに数字が巻き取られる形になるのでいくら面数が増えても全体 として大きくなることはなくなる。しかもテープが許す限り面数も多く作る事がで きるし、ベルト式だと長さを支持台に合わせる必要があるが、リール式にはそれが ない。しかもテープの両面を使うと2倍の量をテープに収められる。品番はリール に記入すれば良い。より製作が簡単だという利点とカバーがそのままテープの押さ えにもなる。しかもカバーを取らずにリールを回せるようなものとして数字の小さ なものを拡大鏡を使って見るようにすれば、アクセサリーやイヤリングにもなるし 、かわいいと思われるのではないだろうか。
6) 例えばテープはあまり薄いとよじれてしまうので、よじれない程度の強さは必要で ある。テープを引き出すのは巻きついているリールを直接人が回して引き出すので あるが、戻す時も逆のリールを人が回す事で逆側のリールに戻されていく事になる 。
7) 例えばまたリールは簡単に回らないようにするため、抵抗となるフェルトのような ものか何かを取り付けておきたい。もしくはカセットを重ねる事でリールの軸を直 接互いにブレーキになるようにさせるか。
8) 例えばカセットの前面にはテープの湾曲防止も含めて飛び出してこないようにスラ イド式(着脱可)の透明なプレートを設ける。できれば数字を大きく見せたいため レンズ効果を持ったものが良い。
9) 例えば空の数字を入れる点においては同じであるが、ともにベルトやテープを簡単 に交換する事で別な配列の魔方陣にする事ができる。また同じベルトやテープであ りながらNO・1のベルトやテープとそれと対称の位置にある(4次であればNO ・1とNO・4など)ベルトやテープを交換するだけで別な配列の魔方陣になると いう魔方陣特有の性質も利用できる。
10) 例えば次にピラミッドタイプの魔方陣であるが、これは数字の入った個別のブロ ックを積み上げて魔方陣の形にするというものである。今回の例は10次から4次 までを組み合わせた4段ピラミッドであるが、これは12次のピラミッドをさらに 組み合わせて5段ピラミッドにする事も可能である。ピラミッドの中に別なピラミ ッドの魔方陣が隠れている事が特徴である。もちろん段数を増やす事はさほど難し い事ではないし、また使用する数字もただ大きい数字だけでなく、1より小さい分 数の形を取ってどんどん数字が小さくなるピラミッドを隠す事も可能であり、2連 、3連と複数のピラミッドにする事も可能である。
11) 例えばこれらの魔方陣を自分で作るためのソフトの製作を合わせて提案しておき たい。
12) 例えば円陣については球体型を輪切りにする事で周方向の合計は変わらないが、 径方向の数字をばらばらにする事ができ、この径方向の数字を合わせるものとする 事ができる。背景を地球や人の顔にしておけば地球や人の顔を崩して魔方陣を完成 させる事ができ、背景がまともな絵や形になる場合は魔方陣はばらばらという事に なる。自分の好きな人の絵を持ち込んでのオリジナルな作品化もありえるし、今な ら写真ではなく、立体化した輪切りの人の顔に魔方陣を作る事も可能ではあろう。 他には数字を記入したピンかコマのようなものを必要な数だけ作り、輪切りにした 所定の場所に差し込む形もあり得る。ここでは周方向の数字も合わせる事となる。 この場合は輪切りが必ずしも必要はないが、土台が人の顔であれば併用もあり得る 。人の顔にピンを刺すのは気持ちの上でどうかという判断はあろうが、針治療と同 じ感覚で考えるなら、いけない事もないのではないか。他には球体をバーベルに見 立てて人形と組み合わせ、バーベルを持つ人形に仕立てる事もできるし、連結して のスペースコロニー風なども形としては考えられる。一枚の円陣を複数つないでサ イコロ型のみならず、さまざまな形を考え得る所ではある。
13) すべてに言える事ではあるが、ミニチュアにする事でアクセサリーやおみやげに もなる。
14) 例えば別な立体魔方陣であるが、すこぶる見え易い事を目指して、まずは球に穴 を6箇所作りそこへ両側にテーパーのついた細い棒を差し込んで魔方陣を組み立て るというアイデアである。穴は上下、左右、前後とそれぞれ90度づつの角度にな っている。球の穴はテーパーとなっており棒を差し込んだ時にそれだけで止まるよ うにテーパーの角度を調整してある。球には上下各3箇所に数字が記されており、 球の方向に関係なく数字が確認できるようにしている。魔方陣のブロックが密に存 在すると立体対角線を想像して確認するには不向きである。そこで数字の間に細い 棒を通す事で魔方陣の中に存在する数字も見えるようにしようとするものである。 本の中ではだいたいがこのような表現をしているものが多いが、それを直接目で確 認できる結果となる。このタイプの立体魔方陣なら暗算の得意な子供なら意外と答 を見ないでも慣れれば組み立てられるのではないだろうか。組み立てのスピードを 競う事があってもよいと思われ人間の脳の限界を試すには意外と効果があるのかも 知れない。紙の上だけで結果を想像しなくても良いのでより実感しやすいものとな る。球と接続の棒さえあればいくらでも次数は増やせるし視覚効果は十分に思える 。ちなみに連結棒の数は3次だと54個、4次だと144個、5次だと300個必 要になる。このタイプでは立体だけではなく、通常の平面タイプの魔方陣でも使用 可能である。5次だと球の数は125個必要なので、平面だけで考えると11次魔 方陣に対応する事が可能となる。さらには球に記入される数字を点字対応にするこ とによって、触れば数字が分かるようになり、目の不自由な人にとっても玩具にな り得るのではないだろうか。
15) 例えば別な形での立体魔方陣であるが、見え易いという点では前項と同じである が、1から729までの数字を使い、その内の27個の数字で立体対角魔方陣を形 成させる。27個の数字で作る立体対角魔方陣はブロック状に一体となっており、 定和は少しづつ全て違っているものを27セット製作するものとする。始めから作 ろうとすると初心者には大変なので、ブロック内の数字は始めから魔方陣を形成す るようにあらかじめ1〜729まで記入されている。この完成されたブロック魔方 陣を27セット自由に組み合わせて9×9×9の大きな立体対角型魔方陣を完成さ せるように配置を考えながら支持台に積み重ねていく遊びとなる。これは小さなブ ロック魔方陣を27セット使用し、合成型のより大きな立体対角型魔方陣を作ろう とするものである。Means for achieving the object 1) As means for achieving this, it is considered to use a belt or a tape. In other words, not only people can see and show the completed three-dimensional magic square, but they also have to judge whether it is a magic square by seeing the numbers arranged by themselves. I want to achieve the goal in the direction of thinking and making it.
2) For example, in the form of a toy, a belt that has a number of figures corresponding to the order of the magic square on the outside of a solid pentagon or hexagon (more than a triangle) frame. Is wound around the number of orders.
3) For example, if it is a hexagon, a hexahedron magic square is written, and if it is a triangle, a trihedron magic square is written on the belt, but this belt can be turned freely by humans. The correct magic square appears only when the belts of the order number are placed in the correct positions.
4) For example, there are extra meaningless numbers on the belt, so even if one side of the magic square is completed, the other side of the magic side will collapse so that it will not be completed. Yes. This is also because the empty numbers are written irregularly, but if the empty numbers are written regularly, all six sides of the hexahedron are completed as magic squares at the same time. Of course it is possible to make this so that you can choose either. Because it is irregular, when you complete one side and try to complete the next side, the completed side will collapse. The belt itself and the main body are all molded in one piece, so it is inconvenient to carry, so we devised it so that it can be divided and manufactured.However, considering the fact that it is still bulky, consider the next idea. It was.
5) For example, in the method of making this polyhedron, as the degree increases, the hexagon is simply increased to 7 and 8 and it is inconvenient to handle. In other words, you can imagine what is shaped like a cassette tape, and stack the numbered cassette tape by the next number. In this case, the belt does not have to be long like the belt described at the beginning, and the numbers are wound around the reel, so the overall number will not increase regardless of the number of faces. Moreover, it can make as many faces as the tape allows, and the belt type needs to match the length to the support, but the reel type does not. And if you use both sides of the tape, you can double the amount on the tape. The part number can be entered on the reel. The advantage of simpler manufacturing and the cover can also be used to hold the tape. Moreover, if you look at a small number with a magnifier so that you can turn the reel without removing the cover, it would be an accessory or earring, and it would seem cute.
6) For example, the tape is kinked if it is too thin, so it must be strong enough not to kink. Pulling out the tape is done by a person turning the reel that is wound around directly, but when it is returned, it is returned to the opposite reel by turning the opposite reel.
7) For example, in order to prevent the reels from turning easily, something like a felt felt or something should be attached. Or is it possible to make the reel shafts directly brake each other by stacking cassettes?
8) For example, a slide-type (detachable) transparent plate is provided on the front of the cassette to prevent it from popping out, including the prevention of tape bending. If possible, a lens with a lens effect is better because it wants to make the numbers appear larger.
9) For example, it is the same in entering empty numbers, but both can be changed to a magic square with a different arrangement by simply exchanging belts and tapes. Also, the same belt and tape, but the NO.1 belt and tape are in a symmetrical position (NO.1 and NO.4 in the case of the fourth order). You can also use the magic square property of becoming a magic square.
10) Next, for example, the pyramid-type magic square is a stack of individual blocks with numbers in the shape of a magic square. This example is a four-stage pyramid that combines 10th to 4th orders, but this can be further combined with a 12th-order pyramid to form a 5-stage pyramid. The feature is that another pyramid magic square is hidden in the pyramid. Of course, it is not so difficult to increase the number of steps, and it is also possible to hide not only the large numbers but also the pyramids where the numbers become smaller by taking the form of fractions smaller than 1, 2 It is also possible to make three or more pyramids.
11) For example, I would like to propose the creation of software for making these magic squares.
12) For example, for a circle, the total in the circumferential direction does not change by rounding the sphere shape, but the radial numbers can be separated, and the radial numbers can be combined. If the background is the Earth or a human face, the magic square can be completed by breaking the earth or human face. If the background is a decent picture or shape, the magic square is disjointed. It is possible to create an original work by bringing in a picture of your favorite person, and it is now possible to create a magic square on the face of a three-dimensional sliced person instead of a photograph. Another way is to create as many pins or frames as you need, and insert them into a predetermined place. Here, the numbers in the circumferential direction are also matched. In this case, it is not always necessary to cut the ring, but if the foundation is a human face, it can be used together. Although it may be a matter of judgment whether to stab a pin in a person's face, there is nothing wrong with thinking the same way as acupuncture. Other spheres can be combined with dolls by making the sphere look like a barbell, and can be tailored into a doll with a barbell. It is possible to conceive not only a die-shaped type but also various shapes by connecting multiple circles.
13) As with all things, miniatures can be used as accessories and souvenirs.
14) For example, another three-dimensional magic square, but with the aim of making it easier to see, the idea is to first make six holes in the sphere and then insert a thin stick with both sides tapered to assemble the magic square. . The holes are at an angle of 90 degrees, top and bottom, left and right, and front and back. The hole of the sphere is tapered, and the angle of the taper is adjusted so that it stops only when the rod is inserted. Numbers are marked on the sphere at three locations, upper and lower, so that the numbers can be checked regardless of the direction of the sphere. It is unsuitable for imagining and confirming a solid diagonal line when there are dense blocks of magic squares. Therefore, we try to make the numbers in the magic square visible by passing a thin stick between the numbers. Many books have such expressions, but the results can be confirmed directly with the eyes. If this type of 3D magic square is a child who is good at mental arithmetic, it would be possible to assemble it if you get used to it without seeing the answer. It may be possible to compete for assembly speed, and it may be surprisingly effective to test the limits of the human brain. It's easier to feel because you don't have to imagine the results on paper. If you have a ball and a connecting rod, you can increase the order and the visual effect seems to be enough. By the way, the number of connecting rods is 54 for the 3rd order, 144 for the 4th order and 300 for the 5th order. This type can be used not only for solid objects, but also for normal planar magic squares. Since the number of spheres is 125 in the fifth order, it is possible to correspond to the eleventh magic square if only the plane is considered. Furthermore, by making the numbers written on the sphere correspond to Braille, the numbers can be understood by touching them, and it can be a toy for people who are blind.
15) For example, it is a 3D magic square in another form, but it is the same as the previous section in that it is easy to see. Let it form. The solid diagonal magic square made up of 27 numbers is united in a block shape, and 27 sets that are different little by little are added. Starting from the beginning is difficult for beginners, so the numbers in the block are pre-filled from 1 to 729 to form a magic square from the beginning. The completed block magic squares can be freely combined in 27 sets to create a 9x9x9 large diagonal diagonal magic square. This uses 27 sets of small block magic squares and tries to create a larger composite diagonal magic square.
1)数字が持っている規則性と可能性の拡大。
2)子供達の四則演算に対する興味と熟達。
3)本だけに頼らない視覚と触覚による立体表現や理解の拡大。
4)数字への注意力や忍耐力の発達。
5)特別な才能がなくてもギネス級の大きさのものが作れる喜びと達成感。1) Expanding the regularity and possibilities of numbers.
2) Children's interest and mastery of arithmetic operations.
3) Expansion of three-dimensional expression and understanding through visual and tactile sensations that do not rely solely on books.
4) Development of attention to numbers and perseverance.
5) The joy and sense of accomplishment of creating Guinness-class things without special talent.
第1の発明に係わる立体魔方陣多面体を図1から図7にて説明すると、図1の図面にあるような6角柱状の形をした支持体1に数字の入った次数に応じた数のベルト2,3,4を2から順に次数分(ここでは3本)巻きつけたものであり、プレイヤーはこのベルト2,3,4をそれぞれ手で回して正しい魔方陣になっているかを確認しながら6角形なので6面ある正しい魔方陣を探り出していく事になる遊びである。それぞれのベルト2,3,4は支持体1の下にせり出しているフランジ部分8と上にかぶせる上蓋6によってはさまれて保持されており、それぞれのベルト2,3,4は滑りやすいように支持体1との間に内輪5を設けてある。この内輪5は6角形の形に沿いやすいように、薄いフイルム12に一枚づつ計6枚(面数分)接着されており、支持体1外周の寸法に合うようになっている。支持体1は一体で作るとかさ張るので分割され6面をピン9で接続されている。なお6角形を確実に保つように支持体1の底の方は6箇所凹み10があり、下蓋7との間に切込みが入っていて下蓋7の凸部11とかみ合い下蓋7の上面外周で支持体1の下端を受け6角形を保ち安定するようになっている。よって支持体1どうしをつなぐピン9を抜いてしまうとばらばらになるように設計されている。なお下蓋7は簡単に落ちないように凹み10と凸部11には少しのテーパーをつけたい。支持体1の中は空洞にしてあるが、これは次数の大きいものの中に同じ形の小さいものを入れ、マトリョーシカ状態になる事を考えているからである。次にベルト2,3,4であるが、図3から図6に記されているように各ベルト2,3,4には意味のない空の数字(アルファベット部、すなわちa.b.aa.bb.aaa.bbbに表示される)が規則的に又は不規則に配置されており、この空の数字は魔方陣を構成する事はない。プレイヤーはこのベルト2,3,4をそれぞれ手で回して正しい魔方陣になっているかを確認しながら正しい魔方陣を探り出していくのであるが、すでに書いてある通りこのベルト2,3,4には不規則に空の数字が並んでいるために、一度正しい魔方陣を一面だけ完成させても次なる面の魔方陣を完成させようとすると、すでに完成した魔方陣は崩れてしまうようになっている。こうして頭で配置が分かるまでは延々と魔方陣を作り続ける遊びとなる。なぜそうなるかは図3から図6で説明してある。この遊びの特徴として上のベルト2と下のベルト4同士を交換しても魔方陣としての性質は保たれるという魔方陣特有の性質がある。但しどれでも可能な訳ではないので注意は要する。ベルト2,3,4には回し易いように突起13を数字と数字の間に小さく設けてある。材質と硬さ、そして長さは重要な要素であるので注意を要したい。使用している数字は連続する数字を使ってはいるが、偶数のみや奇数のみなど選択の余地は多分にある。また6面体に限らずいくらでも面数と数字は増やすことが可能なので、その分バラエティーに富んだ魔方陣となる。基本的には次数とともに3角柱以上なら何角柱でも可能である。使用する数字と空の数字をどうするかで合計数(定和)は変わっていくが、合計を示してしまうと答が簡単になるので、合計は示さない方向で進めるものとする。また余計な数字が見えないように6角形全体にカバー14をかぶせ必要な魔方陣の数字だけが見えるようにした。ベルトを回す時にはこのカバー14を一時的に外す必要が生まれるが、慣れてしまえばこのカバー14はなくても困らないものと考える。図1のカバーと図7でのカバーの縮尺には違いがあるが、図1では空の数字が表現されていないので実際には回転方向に窓が大きくなる事を了解していただきたい。ベルト2,3,4の構成として図3のものを採用した場合には6面同時に魔方陣を形成できる。ここでは空の数字は規則的に配置されている。またベルト2,3,4の構成として、図4、図5、図6のものを採用した場合には6面のいずれかが1面で6種類の場合のどれかの魔方陣を形成できる。ここでは空の数字は不規則に配置されている。空の数字の選びかたによっては2面や3面だけ同時など選んで完成させる事が出来るので、衆知を集めて決定したい。The three-dimensional magic square polyhedron according to the first invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. The number of the three-dimensional magic square polyhedron corresponding to the number of orders entered in the hexagonal
第2の発明としては第1の発明が大きさとしてかさ張る事を考慮してのものである。魔方陣としての内容に関する説明は同じなので省略させていただく事にして、この特徴を図8、図9にて説明する。図8にあるように、この発明はベルト式からテープ式に変えようとするものである。図8にあるようなカセットテープ形の支持体15の両サイドからリール20の両端部の突起24にて支持体15の切込み23に差込み、一方のリール20から支持体15の前面部表面15aに沿って繰り出され、他方のリールによって巻き取られるテープ16,17,18を備えたものとする。支持体15は次数分同じものが重なっており、魔方陣の記入されたテープ16,17,18は使用する数字の数によってその長さが決められるものとし、空の数字を含め遊び方は第1の発明とまったく同じものとなる。テープの長さに制限がないのでテープが許す限り長い種類の配置がなされた魔方陣を提供することができるのが特徴である。両端にあるリール20を手で回してカセットの前面部の表面にて3段(次数分)の正しい並びの魔方陣を選ぶ形になっている。支持体15の前面部にある上下部分には溝21が切られておりテープ押さえともなるカバー19がテープの湾曲を防ぐ目的とさらに数字の見にくい人のためにレンズ効果を持ったものが取り付けられる。テープは支持体15の前面部表面15aとカバー19の間を移動できる。カバー19の取付けは上下の突条が溝21にスライド可能なように横から差込まれることにより行われる。テープ16,17,18の出し入れは手で行うが、支持体15の両サイドにリールが少し出ており回し易くなっている。テープ16,17,18の交換もテープカバー19をスライドさせて前面部の溝21から外すと簡単にできるようになっているし、またこのカバー19は必要な部分だけが透明になっており、邪魔になりそうな数字は見えないように不透明にしてある。またリールが簡単に回らないように、フェルトのような抵抗になるものを設けてリールに対する摩擦力を高めておき、さらにテープがよじれないようにテープ自体もそれなりに強度を持ったものにする必要がある。さらには支持体15を重ねた時に支持体15同士位置がずれないように凹凸22を付け位置決め構造とした。The second invention takes into consideration that the first invention is bulky in size. Since the explanation regarding the contents as the magic square is the same, this feature will be omitted, and this feature will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the present invention intends to change from a belt type to a tape type. The cassette tape-shaped
第3の発明は第2での発明がまだ構造的には簡単ではないと判断して、別な形を提案するものである。図10と11にある通り、リールとテープを使用する点では第2の発明と同じであるが、リール26とテープ27,28,29が支持体25から出ている2本のポール32に回転可能なようにそれぞれ次数分直接重なっており、テープ押さえを兼ねたカバー30がそれを覆っているというものである。このカバー30がテープの湾曲を防ぎ、邪魔になりそうな数字は見えないように透明部分と不透明な部分を持っている点は前項第2の発明と同じである。リール26の交換もカバー30を外せば簡単であるし、カバー30の切込み33の外からリール26を直接回せるので部品の複雑さを解消できるものとなる。カバー30と支持体25のテープ基台25aの表面及び裏面との間にはテープ27,28,29が通る隙間があり、テープ27,28,29の裏と表を共に利用して数字を記入すればテープ27,28,29の取付けを反転させるだけで別な数字の配置が楽しめる。またポール32が片持ちで支えるだけでは弱いので、カバー30の上部にある環状突起31にポール32の上端(先端)がはまり込み、ポール32の先端は支えられるものとする。
なお同じような形のものでありながら、図12に示すように支持体35の中央部分のテープ基台35aをテープが通るスリット38が形成されるように一対のものを組合わせて、そこでテープ27,28,29をS字に反転させれば、わざわざテープそのものを直接反転させなくても、テープの裏と表を共に支持体35のテープ基台35aの前後の面で同時に利用する事が可能となる。さらにテープ基台35aにカバー30を被せる時にテープが通る隙間があるとは言え、テープが邪魔になってカバー30が被せにくいようであれば基台部分を一部カットしテープ27,28,29がカバー30を被せる時の邪魔にならないように考えたい。さらに考慮する点としてポール32がリール26のたび重なる回転によってやせ細っていかないような工夫も考えておきたい。図13から図15にその完成形を示す。図13の(A)では、A+B+C=D+E+F=G+H+J=2613〜2628A+D+G=B+E+H=C+F+J=2613〜2628、A+E+J=C+E+G=2613〜2628、合計数(定和)は使用される数字及び空の数字をどうするかで変化していく。なおここでの合計は空の数字分は考慮されていない。また奇数次での定和は一面毎に変化していくので、ある範囲を持っている。偶数次では一定である。
図13の(B)では、A+B+C+D=E+F+G+H=3194
I+J+K+L=M+N+O+P=A+E+I+M=B+F+J+N=3194
C+G+K+O=D+H+L+P=A+F+K+P=D+G+J+M=3194
図14では3次魔方陣、(3×3)6面、4次魔方陣、(4×4)6面、5次魔方陣、(5×5)6面、6次魔方陣、(6×6)6面、8次魔方陣、(8×8)6面、10次魔方陣、(10×10)6面の使用する数字とその定和を示したものである。ここでも空の数字分は考慮されていない。
図15では5次魔方陣、(5×5)6面、7次魔方陣、(7×7)6面、9次魔方陣、(9×9)6面、11次魔方陣、(11×11)6面、13次魔方陣、(13×13)6面の使用する数字とその定和を示したものである。ここでも空の数字分は考慮されていない。The third invention proposes another form by judging that the second invention is not structurally simple yet. As shown in FIGS. 10 and 11, the reel and tape are the same as in the second aspect of the invention, but the
In addition, although it is the same shape, as shown in FIG. 12, a pair of things are combined so that a
In FIG. 13B, A + B + C + D = E + F + G + H = 3194
I + J + K + L = M + N + O + P = A + E + I + M = B + F + J + N = 3194
C + G + K + O = D + H + L + P = A + F + K + P = D + G + J + M = 3194
In FIG. 14, the 3rd magic square, (3 × 3) 6 plane, 4th magic square, (4 × 4) 6 plane, 5th magic square, (5 × 5) 6 plane, 6th magic square, (6 × 6) Numbers used for the 6th, 8th magic square, (8 × 8) 6th, 10th magic square, (10 × 10) 6 and their definite sum. Again, empty numbers are not taken into account.
In FIG. 15, the fifth magic square, (5 × 5) 6 plane, 7th magic square, (7 × 7) 6 plane, 9th magic square, (9 × 9) 6 plane, 11th magic square, (11 × 11) Numbers used on the 6th, 13th magic square, and (13 × 13) 6 and the definite sum. Again, empty numbers are not taken into account.
第4の発明に係わる立体魔方陣多面体はピラミッド型のものであり、図16から図21にて説明する。この玩具の特徴は魔方陣を積み木のスタイルでピラミッド形に手でひとつひとつ積み上げていくことにある。図16を見て分かるように、積み木であるそれぞれのブロック40は立方体又は直方体であり、ブロック40同士は簡単に崩れてこないように支持体41に段差42を設けて互いのブロック40を挟み込む形になっている。さらにブロック40同士はがたつきがないように、それなりの精度が求められる。図17での数字の記入43は逆に積んでも良いように側面には数字を180度回転させたものを2段で表しまたコーナーに置かれても良いように上面又は下面には数字を対角線に沿って表している。一個のブロックの各面には同じ数字が表されていて、具体的には図17の拡大部分で示すように上面には「123」が対角線43aに沿って記入され、側面には「123」の数字が180度回転して上下2段に記入されている。数字的には親子魔方陣であってもなくても作れるようになっているが、違う数字を選択する事も可能である。これは積み上げる人の選択でまったく違った配置の魔方陣ともなる。土台は4×4を底にして各段差を設けてある。図の中では仮に使用している数字の選択がN=1〜216までとなっているが、この数字は自由に変えられる。ここではA〜D層は1〜100、E層は153〜216、F層は117〜152、G層は101〜116を使用している。この数字に制約されることはなくピラミッドも2連、3連と増やす事は可能であり、大きさも支持体41を変えればこの外側に12×12の魔方陣を数字N=217〜360まで使用して被せる事も容易である。その時の外側の定和は3462となる。第1から第3までの発明の説明ではすでに完成している魔方陣をただ探すだけで良いが、これは始めからの完成を目指すものなので、魔方陣の作り方を知らない人にとってはかなりの難問と思われるが参考になる本がない訳ではないので始めは簡単なものから始めて完成を目指すその過程を楽しんでもらいたいと考えるものである。ちなみに親子魔方陣とは4×4や6×6、8×8、10×10で見ても同じように魔方陣になっているものをいう。図18は図17のピラミッド型を上から見た魔方陣である。親子魔方陣でなくてもピラミッド型は作れるが親子型であるほうが慣れない人にとってはより困難な形であるのでこれを選択するものである。図19から図21はその完成形を示す。なおここでは偶数型のピラミッド親子魔方陣として説明しているが次数が奇数型のピラミッド親子魔方陣も製作可能である。偶数型も奇数型も定和が違うだけで基本構造はまったく同じである。偶数型は現在18×18までのピラミッド型として完成しているが、基本的にはいくら数字が大きくなっても偶数型と奇数型を問わず作成する事は可能であり、図21にてその定和だけを示した。図20で中に隠れている親子魔方陣の使用する数字は示していても一部の定和は示していないが結果はほぼ似た形になるのでここでは省略する。中に隠れている数字まで含めるとN=1〜454まで使用する形となる。提案者としては玩具もだが人が中を通れるような大きなピラミッド魔方陣を作り、自由に内と外を登り降りできるようなオブジェがあったら魔方陣の中に入り込んだような異空間を感じられるのではないかとも考える。The solid magic square polyhedron according to the fourth invention is of a pyramid type and will be described with reference to FIGS. The feature of this toy is that the magic squares are piled up one by one in a pyramid shape in the style of building blocks. As can be seen from FIG. 16, each
第5の発明に係わる立体魔方陣多面体ボール連結型のものであり図22、図23にて説明する。図22に見られる通り数字48の記入された球体45を次数に合わせて連結ピン46を使用して立体形に組上げるものである。3次の立体だと球の数は27個になり、4次だと球45の数は64個、5次だと125個となる。球体45にはテーパー穴47が6箇所加工されており上下左右そして前後とどちらにも接続可能なようになっている。始めの第1の発明で説明した多面体の内容と違うのは、立体対角線での合計(定和)を問題にする事である。それぞれの平面での対角線(斜めの合計の数)はともかく、次数NO・1〜NO・n次まで立体的に重ねていった時に上下方向をも含めて見た立体対角線の合計(定和)が同じである事を求めるものである。この完成形を図23にて示す。この時に一面だけで見た平面上の斜めの合計は必ずしも一致する必要はない。一致する事の方が理想ではあるが、これまでの研究ではそこまで求めていないようである。普通にブロック状に数字を積み重ねるだけでは中に入ってしまった数字を直接目で確認する事はできない。そこで実際に紙の上だけではなく、人間の目で追えるようにしたいというのがこの発明である。図23のNO・1は図22を上から見た図で、NO・2は図22を上から見て2段目のもの。NO・3は図22を上から見て3段目のもの。NO・4は図22を上から見て4段目のもの。NO・5は図22を上から見て最下段のものを示す。5次の立体だと平面だけで球45の数を利用したとすれば、11次の平面魔方陣まで121個の球45で作れる事になる。必ずしも連結ピン46を使わずに仕切られた箱が仮にあれば十分に球45だけで平面での魔方陣に挑戦可能でもある。ここでの立体魔方陣はこれまでの単なる多面体の魔方陣とは違い、縦と横と高さの次数が決まってしまい立体対角線での合計を問題にするが故にそれ以外の形を取る事ができないのが特徴である。しかしながら立体対角線での合計を維持しながらも、そのままの形を維持しつつ連数の形を取る事はできる。3次の立体も4次の立体も連続した数字を増やしながら連凧のようにつなげるというものである。他には球に記入される数字を点字対応にする事によって、触れば数字が分かるようになり目の不自由な人にとっても玩具になり得るのではないだろうか。この完成図は図23にて示す。A three-dimensional magic square polyhedral ball connection type according to the fifth invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 22, the
第6の発明に係わる立体魔方陣多面体合成対角線型のものであり、図24、25、26にて説明する。これは発明5とも関係するものであるが、図25(A)に見られる通り立体対角線型魔方陣を3×3×3のタイプで定和が27種類あるものを別々に27セット作るものとする。第5の発明が単純に5×5×5で始めから作ろうとしているが、ここでは27連で作り、それを合成型の9×9×9の立体対角線型に作りあげようとするものである。使用する数字はN=1〜729までだが、27種類ある定和は1056から1134まで3飛びで存在する。3×3×3の魔方陣で見ると当然ながらすべて立体対角線型になっていると共に、9×9×9の全体で見ても立体対角線型の魔方陣として成立している。その時の9個の数字を足した定和は3285となる。立体対角線型は各面(3×3×3では9面)の縦と横と高さが定和となると共に立体の対角線(3×3×3では4本)でも定和となるものである。平面タイプでも合成魔方陣がすでに存在しているがそれの立体版である。始めから作るのは当然大変だと思うので、図24(A)の形をした27セットある魔方陣は始めから組立てして数字も記入済みであり、しかも色分けしてある。よってプレイヤーは27セットあるブロックを方向を考えながら積み重ね定和が3285になるようにするだけの遊びである。一個のブロックを支持台75に置くだけでも方向もある事から648通りの組合わせが存在する。ブロックの形は発明5と同じにしても良いが、ここではできればクッションの材質も考えたい。ボール投げの代わりに互いに投げたりして多少乱暴に扱っても構わない。またしっかりと繋ぎあわせて昔あったジャングルジムのように子供達が中を通り抜けられるように材質も考え大型の作りにしても良い。この魔方陣は4次でも5次でも同じように作れるものと考える。現在考えている形は支持台75の上に9セットの魔方陣ブロック76を並べて下の段を作る。次に支持台75と同じものを1段目に並べた魔方陣ブロック76の上に載せて2段目を作る準備とする。さらに9セットの魔方陣ブロック76を2段目に載せて、上には同じように支持台75と同じものを載せて3段目の準備とする。3段目の魔方陣ブロック76を残り9セット載せて、定和が3285になったら完成である。支持台75の形は透明プラスチックとし、ブロック76の球の間隔に合わせた穴77が8×8の数で64個開けてある。81個ではなく64個なのは、最小の材料である事と余計な部分が見えなくて済むことが狙いである。したがって一番外側にある球76は土台部分がなく宙に浮く形となる。同じ形の支持台75を全てに使う事で部品の共通化がはかれる。クッションで作りたい気はあるがやはり支持台75の透明化は大切な要素と考える。また支持台75の中は空洞で両面に同じ間隔で64個の穴が開いており上下の球76をしっかりと支えるものとする。さらにはまだ確認していないが、この9×9×9の立体合成対角型のブロックをひとつの塊と見て、それをもう一度27セット作って同じように27×27×27の立体2重合成魔方陣を作って見たならば、これまたサイズアップした合成型立体魔方陣を作り得るのではないかと予測している。その時に使用する数字はN=1〜19683までとなる。この作り方は次数の次数倍という制約はあるものの特別なソフトを使う事なく可能なので大きな次数の割には簡単な方法である。ちなみに図26(A)に見られるように4×4×4を4倍して16×16×16の対角魔方陣では数字をN=1〜4096まで使用してその定和は32776である。図26(B)については5×5×5だと5倍して25×25×25で使用する対角魔方陣の数字はN=1〜15625となり、その定和は195325となる。もし数字を重量的な配分に置き換えるとしたら重心が中央にあり非常にバランスの取れた立方体が作れる事になる。これを図26に示す。立方体であるのでどの面が上という事もなく6種類の置き方が存在する。もちろん次数の次数倍という考え方と作り方はいくらでも可能なので、さらに拡大したものも可能であり全ての発明に共通ではあるがここでも偶数のみ奇数のみの数字で作る事は可能である。また立体対角線型は基本的には平面での対角線における合計(定和)は問題にしないが、すべての立体対角線型の平面対角上の合計だけ一致しない訳ではないので、中には平面対角も含めて一致するものもある事は了解しておく必要がある。The solid magic square polyhedron composite diagonal type according to the sixth invention will be described with reference to FIGS. This is also related to
第7の発明に係わる立体魔方陣多面体円陣型は図27から図29にて説明する。図27に示す通り球体の形をした支持体55の周囲を取り囲むように魔方陣の記されたリング56が次数分巻かれており、自由に支持体55の周囲を回転可能なように装着されている。リング56には数字の記されたコマ58が埋め込まれており、このリング上のコマ58の合計数(定和)は全てのリング56において同じになっている。リング56の固定は上と下に付いている止めネジ57によって固定されてリング56は回転可能であるが外れないようになっている。この円陣では基本的に上下の半球だけで見るとリング56上に並んでいる数字の合計(定和)と南北方向に並ぶ数字の合計(定和)がリング56を回す事により同時に一致するようになっている。球で見ると上半分の合計と下半分の合計も上下で一致する。また球の数を増やしていった場合でも、それぞれの半球の定和で見ると一致する。円陣の種類の中にはリング56上のコマ58の数と南北方向でのコマ58の数が違う場合もあるが、それでもリング56上のコマ58同士、南北方向にあるコマ58同士の数は二つの定和を持ちながらも一致するようになっている。図28に見られるようにひとつの球に対して数字を東西に8個で8本のリングを取付ける。よって使用される数字は球が3連のためN=1〜192である。その時の定和は772となる。ひとつの球体での数字の総合計は3個とも6176となり半球だと3088となる。図29では10本のリングを取付け、球は4連のため使用する数字はN=1〜400となり、定和は2005となる。よって半球での数字の合計は50個でどれも100250となる。
球の形としては単純に球体に次数分だけ東西方向と南北方向に穴を開けて、そこに数字の入ったコマ58を差し込むだけでも良いのだが、それは単純ではあるが、始めての人には少し難しい結果になりそうなので南北方向で輪切りにして南北方向の数字の合計だけを探してもらおうとするのが図27である。また支持体55は中を半割りにして空洞にする事も当然考えられ、中に菓子など好きなものを入れ込む事も可能である。また立体のジグソーパズルのように、マグネットでピース59をはめ込んでいって、立体の絵が(たとえば地球儀のようなもの)完成すれば自動的に円陣も完成するというものも考えられる。さらには同じ輪切りではあるが、人形や好みの人の頭を輪切りにして、頭が正しい位置にある時は円陣としてはばらばらであるが、それを円陣として完成させた時には、人の頭は変な形になってしまうというやり方も考えられる所ではある。The three-dimensional magic square polyhedral circle type according to the seventh invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 27, a
As for the shape of the sphere, it is possible to simply make holes in the east-west direction and north-south direction by the order of the sphere, and insert the number 58 with the numbers there, but it is simple, but for the first person Since it is likely to be a little difficult result, FIG. 27 shows an attempt to search only the sum of the numbers in the north-south direction by rounding in the north-south direction. Of course, it is possible to divide the inside of the
第8の発明に係わる立体魔方陣多面体はブロック型のものであり図30にて説明する。この発明では台座60の上に魔方陣のピース62を支持するための立方体61が台座60にかぶさるようになっており中は空洞である。特徴としては台座60を除く立方体61の側面と上面の部分に魔方陣を作っていくのであるが、この数字の記入されたピース62は磁性を持っており、立方体61の表面に塗られた鉄粉かもしくは素材を薄い鉄板にすることによってピース62が立方体61の側面に張り付く形になっている。第1の発明と違うのは多面体でありながらも空の数字は使用していなくて普通に奇数次や偶数次の魔方陣を始めから考えて作っていく事にある。それだけ少しは難しくなるのだが、それが本来の魔方陣を考える姿でもあるので一面だけを完成させるだけでなく多面体全体を完成させてもらいたいと思うものである。ここで考える事は魔方陣玩具であると共に宣伝用グッズとしても使えないかという事であり、立方体61の表面に塗られる鉄粉を含んだインクの面か、もしくは薄い鉄板に宣伝用の建物や景色の写真、あるいは誰かの顔写真にしてもらい、その上に魔方陣のピース62を貼り付けていくという手法である。4面ある側面を宣伝用にしてそこを好きに印刷して使用してもらい、その上にピース62を側面の4面に魔方陣として考えて並べてもらい磁力で貼り付けて使用する。すなわち4面か5面で作る多面体の魔方陣という事になる。図30に見られる通りこの立方体は一枚の紙製かプラスチック製、又は金属製のシート61をただ折り曲げて作られており表面に印刷可能なものとなっている。場合によっては箱の内側も宣伝に使えそうである。ピース62の部分も色分けし何等かの情報を載せれば情報量を増やす事が可能であり玩具にもなっている事で簡単には捨てられないで済むというメリットや、さらには個々のパーツも形が単純で安価に作れるというメリットも考えられる。ボール紙に磁性粉を塗ってその上に印刷を重ねマグネットで魔方陣を貼り付けるというのが、磁力と強度の面で無理があるとするなら極力薄い鉄板に印刷する形も考えられる。曲げて箱型に成型するのも逆に簡単そうではあるが折曲げが嫌ならその部分を蝶番にする事もアイデアである。4次の4面体だと数字は64個、5面体だと80個。中は空洞であるので何を入れても良い事になり化粧すれば容器としても使えそうである。第1の発明と数字の配列が同じになるのではないかとの懸念を持つ人もいるかとも思うので説明すると、第1〜第3の発明では基本的に6面体以上を考えており、この第8の発明では4面体か5面体に限定されているという事である。よって面数が違う以上内容が同じになる事はない。4次の場合1面の数字をN=1〜16、2面目をN=17〜32というように1面づつ単独に作る方法だと同じようになる可能性はあるが、ここではその方法は取らない予定である。偶数の次系では全ての面の定和が同じになるように作ってあるので結果が限定されてしまうという難点はあるが、奇数次系のように面によって少しづつ定和を変えるというやり方ができない訳ではない。そこの所は作る人の感覚で決まるものなのでここでは決定できない。完成形として分数の形をとって総合計が1から3までの数字を魔方陣分解したものが図32である。(A)では数字45個の合計が1となり、(B)では合計が2となり、(C)では3となるように作ってある。(A)での左端で示すと、A+B+C=aa+bb+cc=Ka+Ki+Ku=A+aa+Ka=
B+bb+Ki=C+cc+Ku=A+bb+Ku=C+bb+Ka=定和となる。以下2面から5面までそれぞれの定和を示す。図33ではそれぞれ5面での3次魔方陣から5次魔方陣までを総合計で1〜9まで示してあるが、むろん面数と次数、合計数をいくつに設定するかは自由であるし、そのようなスタイルのものの方がここでは合っているのかもしれない。またこの魔方陣分解は図24のような立体対角線型でも可能であり、平面だけにこだわる事なくどんな数字も立体型で同じように分数の形をとる事ができる。またここでは総数で1から9までを魔方陣分解してあるが偶数では定和を1から9まで分解するのも同じく可能である。さらに方法のひとつとして次数に応じて4進法や5進法などを使ってありふれた配列とは違うものも可能なので試して見る事もお勧めする。総じてヒントや課題をどう与えるかは全ての発明で問題ではあるが、総意を集めて検討してみたい。図31に見られる通り金属を折り曲げて箱にするとかさ張るのと、繰り返し使うのに不便が生じるデメリットもある。磁力を用いずにピース62をアルミで作り、なお一部を曲げてフック63を設けて立方体61の小さなスリット64に差し込むような形も考えてみた。立方体の箱61は通常はシート状65になっており、台座60の溝66に入れ込む形で立方体61の形を保つようになっている。容器としても使用できて台座に回転機能67を付けることで魔方陣として使わない間は4面のフォトスタンドとしても使えることを考えるものである。そうなるとフォト用カバー68も必要とはなるが、同時に写真を見易くするのに台座60を少し台形69にする事にし、合わせて立方体61も少し台形70にしてみた。総じてこの形は単純な6面体ボックスにもなり得るので、印刷されただけの完成された魔方陣ボックスとして、印刷する一部の数字を抜いただけのパズル形式の立体魔方陣多面体とする事ができる。数字の抜く量で完成度を変えられるので、これはこれで意味があると考えるものである。今の時代であるから答を出すだけならPCを使えばそれなりに出来てしまう世界ではあるが、昔の人がどうやって苦労したのか、その過程を考える機会になればと思うものである。The solid magic square polyhedron according to the eighth invention is of a block type and will be described with reference to FIG. In the present invention, a
B + bb + Ki = C + cc + Ku = A + bb + Ku = C + bb + Ka = definite sum. The definite sum of each of the 2nd to 5th surfaces is shown below. In FIG. 33, the 3rd to 5th magic squares in 5 planes are shown as 1 to 9 in total. Of course, it is free to set the number of faces, order and total number. It ’s possible that something with that style is better here. This magic square decomposition is also possible with a solid diagonal type as shown in FIG. 24, and any number can take the form of a fraction in the same way with a solid type without being particular about the plane. Here, the magic square decomposition is performed from 1 to 9 in total, but it is also possible to decompose the definite sum from 1 to 9 in the even number. In addition, it is recommended that you try out one of the methods, because it is possible to use something different from the usual array using quaternary or quinary, depending on the order. In general, how to give hints and issues is a problem in all inventions, but I would like to collect consensus and examine it. As shown in FIG. 31, there is a demerit in that it is inconvenient to repeatedly use the metal by bending it into a box and making it bulky. I also considered a form in which the
第9の発明に係わる立体魔方陣多面体は偶数ピラミッド自由交換親子型のものであり図34から図36にて説明する。これは第4の発明で説明をしているピラミッド型と形は似ているが数字の配列はまったく違うものである。構造的にはまったく同じなのでその点に関する説明は省略するが、違う理由はその配列の作り方にある。第4の発明では8×8、6×6、4×4とそれぞれ複数面使用してひとつのピラミッドを構成しているが、1面毎に連続した数字を使用して作っているためにピラミッド内での同じ次数同士の交換をする事はできないようになっている。これは従来からの普通の親子魔方陣の作り方ではあるのだが、今回の第9の発明ではそれぞれの次数での枠はひと枠毎にピラミッド内では方向も含め自由に交換が可能なものとなっている。これは定和がそれぞれの同じ次数枠で同じ合計になる事で可能ではあるのだが、別な表現をすると今回の作品の上に数字を433から使用して12×12を重ねようとしても重ねて親子魔方陣を作る事はできても10×10の下の段の親子魔方陣とは互換性はなくなってしまう。新しく重ねた部分内では交換型として作る事は可能であるが始めからの一貫性は失われてしまう。しかしながら方法がない訳ではなく、使用する数字をプラスの整数だけでなくマイナスの整数にまで拡げれば交換型としての一貫性を保ちながらも大きくする事は可能である。つまりは始めからどの大きさまで作るかを決めて使用する数字を選ぶ場合はプラスの数字だけで作れて交換型とする事ができるが数字をさらに追加する形で交換型を作ろうとするとマイナスの数字が必要となる訳でプラスとマイナスの数字が同時に必要となる。今回ツインで作ったのはその互換性の数を単純に増やすための目的でしかなくツインである必要はまったくない。使用している数字は1〜432であるが、10×10が2枠で共にその定和は2165(A図、B図)。8×8は4枠で共にその定和は1732(C〜F図)。6×6は6枠でその定和は1299(G〜M図)。4×4は8枠でその定和は866(N〜V図)である。この範囲内でなら自由に枠を交換しても問題なく交換型親子魔方陣は成立する。土台になる部分の形を変えることでより大きな交換型を作れることは当然と思われ次数と面数に制約される事はない。図には示していないが、4×4を6面、6×6枠を2面、使用する数字をN=65〜200とすると、4×4の定和は530、6×6の定和は795の交換型となる。さらにそこに8×8枠を1面追加して、N=65〜228とすると、4×4の定和は586、6×6枠の定和は879、8×8の定和は1172の交換型親子魔方陣となる。このタイプは使用する数字が変わるとその都度始めから作り直す必要があるので多少製作する時間がかかるのはやむを得ない所である。ちなみにこの交換型を小さくて軽くかわいく作るならば、裏表の4面を使って数学女子に好まれそうなイヤリングかペンダントにもなると思われる。
次にこれも図には示していないが6×6の交換型を48面作り、その内の6面を使用した立方体を8個作ると合成型の12×12×12の自由交換型でありながら組合せも自由な立体魔方陣を作ることもできる。その時の12個の数字の定和は10374である。数字を常に上に向けておくための工夫は必要と思われるが、一考に値すると思われる。
次は奇数次枠による自由交換親子型であり図37、図38にて説明する。これは偶数とまったく同じという訳にはいかずネックは3×3の部分にある。5×5枠以上の面に関しては複数の交換親子型を作れる事は偶数型と同じであるが、3×3に関してだけは1面だけが作れるだけで同じ定和を持つ複数面を作る事は今の所叶っていない。これは奇数と偶数の性質の違いによるものと考えるが今回載せた作品ではN=1〜153を使用し、9×9枠を2枠で共に定和は693(A図、B図)。7×7枠は2枠で定和は539(C図、D図)。5×5は2枠で定和は385(E図、F図)。3×3は1枠で定和は231(G図)である。そのどれを組合せても定和は693となる交換型奇数親子魔方陣が完成する。面数はまだ足りないがこれをピラミッド型に応用したとすると、一番上面になる3×3の部分を除いて他の3×3は作れず空洞になるので、そこに箱を忍ばせ中にミイラか白骨もしくは精巧に作られた人体模型などはどうかとも考える。もしくは花か他のフィギュア、人形でも構わない。過去に作られた例が見当たらないので始めからこれらの形にするのは未経験の人には難しいと思われるが答を書いた例を始めから示し、ツインであれば最大半分に正解例を与え残りの半分は正解例を参考にして考えてもらい、ばらしてはまた組み立ててその構造を理解してもらうのも方法かと思われる。The solid magic square polyhedron according to the ninth aspect of the invention is of the even pyramid free exchange parent-child type and will be described with reference to FIGS. This is similar in shape to the pyramid shape described in the fourth invention, but the number arrangement is completely different. Since the structure is exactly the same, explanations on this point are omitted, but the reason for the difference is in how to make the array. In the fourth aspect of the invention, a single pyramid is formed by using a plurality of surfaces of 8 × 8, 6 × 6, and 4 × 4, respectively, but the pyramid is formed by using consecutive numbers for each surface. It is not possible to exchange orders of the same order. Although this is a conventional way of creating a normal parent-child magic square, in the ninth invention of this time, the frames of each degree can be freely exchanged including the direction in the pyramid for each frame. ing. This is possible because definite sum is the same total in each same order frame, but if you express it differently, even if you try to overlap 12x12 using numbers from 433 on this work Even if you can make a parent-child magic square, it will not be compatible with the parent-child magic square in the lower row of 10x10. It is possible to make it as an interchangeable type in the newly overlapped part, but the consistency from the beginning is lost. However, it is not without a method, and if the number to be used is expanded not only to a positive integer but also to a negative integer, it is possible to increase it while maintaining consistency as an exchange type. In other words, if you decide the size to make from the beginning and choose the number to use, you can make it only with a positive number and make it an exchange type, but if you try to make an exchange type by adding more numbers, it will be a negative number Therefore, a plus and minus number are needed at the same time. This time, the twin was made only for the purpose of simply increasing the number of compatibility, and there is no need for a twin. The numbers used are 1 to 432, but 10 × 10 is 2 frames and the definite sum is 2165 (A and B). 8x8 has 4 frames and its definite sum is 1732 (Figures C to F). 6 × 6 has 6 frames and its definite sum is 1299 (G to M diagrams). 4 × 4 has 8 frames and its definite sum is 866 (N to V diagrams). Within this range, the interchangeable parent-child magic square can be established without any problem even if the frame is exchanged freely. It is natural that it is possible to make a larger interchangeable model by changing the shape of the base part, and there is no restriction on the order and the number of faces. Although not shown in the figure, if 4 × 4 is 6 faces, 6 × 6 frame is 2 faces, and the number to be used is N = 65 to 200, the 4 × 4 definite sum is 530, 6 × 6 definite sum Becomes a 795 interchangeable type. Furthermore, if one side of 8 × 8 frame is added and N = 65 to 228, the definite sum of 4 × 4 is 586, the definite sum of 6 × 6 frame is 879, and the definite sum of 8 × 8 is 1172. It becomes an interchangeable parent-child magic square. This type is unavoidable that it takes some time to produce because it needs to be recreated from the beginning each time the number used changes. By the way, if this interchangeable mold is made small and light, it will be an earring or pendant that is likely to be liked by mathematics girls using the four sides.
Next, although not shown in the figure, 48 6 × 6 exchange molds are made, and 8 cubes using 6 of them are made into a composite 12 × 12 × 12 free exchange mold. It is also possible to create a solid magic square that can be freely combined. The definite sum of 12 numbers at that time is 10374. Although it seems necessary to keep the numbers upward, it seems worth considering.
The next is a free-exchange parent-child type with an odd-order frame, which will be described with reference to FIGS. This is not exactly the same as an even number and the neck is in the 3x3 part. It is the same as the even type that you can make multiple exchange parent and child types for surfaces with 5x5 frames or more, but for 3x3 you can make only one surface and create multiple surfaces with the same definite sum. It doesn't come true for now. I think this is due to the difference between the odd and even natures, but the work I put on this time uses N = 1 to 153, and the 9 × 9 frame is 2 frames, and the definite sum is 693 (Figures A and B). The 7 × 7 frame is 2 frames, and the definite sum is 539 (C and D diagrams). 5 × 5 is 2 frames and the definite sum is 385 (E and F diagrams). 3 × 3 is one frame and the definite sum is 231 (FIG. G). Combining any of these completes an interchangeable odd-parent and child magic square with a sum of 693. Although the number of faces is still not enough, if this is applied to the pyramid shape, except for the 3x3 part which becomes the top surface, the other 3x3 can not be made and it will be hollow, so you can put the box there Consider mummy, white bone, or elaborately modeled human body. Or it can be a flower, another figure, or a doll. It seems that it is difficult for inexperienced people to make these forms from the beginning because there are no examples made in the past, but examples are written from the beginning. The other half should be considered with reference to the correct answer example, and it may be a method to disassemble and understand the structure again.
第10の発明に係わる立体魔方陣多面体は発明の1とも関係するものであり、図39にて説明する。発明1で示した構造は少し複雑でそのために発明2や3を考えたのであるが、発明の1で使用するベルト2、3、4をそのまま使し、全体が車輪の形をした支持体の構造を簡単に分割できるようにしたのが図39である。支持体71をここでは6分割し、これまた6分割されたベルト止め72を台形の形をした支持体71に互い違いにネジ73で止めただけのものである。すなわち、6分割された支持体71の隣り合うもの同士を6分割されたベルト止め72で次々に接続していく。ベルト止め72は上端及び下端でフランジを形成する。これだとかさ張ることもなくベルトの長さを変えるだけで大きな次数のものにも対応可能なものとなる。The solid magic square polyhedron according to the tenth aspect of the invention is also related to the first aspect of the invention, and will be described with reference to FIG. The structure shown in the
1 支持体
2 ベルト
5 内輪
6 上蓋
7 下蓋
14 カバー
15 支持体
16 テープ
20 リール
25 支持体
26 リール
27 テープ
30 カバー
35 支持体
36 リール
40 ブロック
41 支持体
42 段差
45 球体
46 連結ピン
55 支持体
56 リング
58 コマ
59 ピース
60 台座
61 立方体
62 ピース
68 カバー
71 支持体
72 ベルト止めDESCRIPTION OF
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
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JP2017144906 | 2017-07-08 | ||
JP2017144906 | 2017-07-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=65357908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017198868A Pending JP2019013723A (en) | 2017-07-08 | 2017-09-25 | Three-dimensional magic square toy |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019013723A (en) |
-
2017
- 2017-09-25 JP JP2017198868A patent/JP2019013723A/en active Pending
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