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#10103

三角形边阵·1 到 9

题目

把 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 这 9 个数字各用一次,填入三角形的 3 个顶点和 3 条边的三等分点(共 9 个位置),使三角形每条边上 4 个数字之和都相等。

求这个公共边和 S 的所有可能取值。必须满足什么数论条件?

最小可能的 S 是多少?请给出对应的一种填法。

解法

  1. 分析:每个顶点同时属于 2 条边,每个内点只属于 1 条边。把三条边的和相加,顶点各被算 2 次、内点各被算 1 次。

    设 3 个顶点之和为 V,则 3S = 2V + (1+2+…+9 − V) = V + 45,所以 V 必须是 3 的倍数。

  2. V 的范围:最小 V = 1 + 2 + 3 = 6,最大 V = 7 + 8 + 9 = 24。S 越小则 V 越小,最小 V = 6 给出最小 S = (6 + 45) / 3 = 17。

  3. 取顶点 {1, 2, 3}:3 条边的内点对之和分别为 S − (1 + 2) = 14、S − (1 + 3) = 13、S − (2 + 3) = 12。从剩余 {4, 5, 6, 7, 8, 9} 中可拼出 (5, 9), (6, 7), (4, 8),分别填入对应边的两个内点,3 条边的和均为 17。

    3S
    =V + 45
    V 须为 3 的倍数
    =V ∈ {6, 9, 12, …, 24}
    最小 S
    =17(V = 6,顶点 {1, 2, 3})
    最小 S
    =17
    顶点和 V
    =6

方法

练一练

三角形 3 顶点 + 每边 2 内点共 9 格,填入 1–9 使每边 4 数和相等。

问最大可能的 S 是多少?此时 3 个顶点应填哪 3 个数?

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