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terça-feira, 1 de junho de 2010

Alguns Fatos Sobre os Quadrados Mágicos

Os quadrados mágicos é uma das recreações matemáticas mais antigas que se conhece. Sua origem não é bem conhecida, mas há registros de sua existência em épocas anteriores a nossa era na China e na Índia.


Um quadrado mágico é uma tabela quadrada de lado [;n;], onde a soma dos números das linhas, das colunas e das diagonais é constante que recebe o nome de constante mágica. É importante salientar que os números que preenchem um quadrado mágico são todos distintos.

Na figura abaixo, temos um quadrado mágico de ordem [;3;] (três linhas e três colunas), cuja constante mágica é igual a [;15;].

Em [;1514;], o artista Albrecht Durer produziu um quadro chamado melancolia (figura acima). Na parte superior desta tela, ele pintou um quadrado mágico [;4\times 4;] de constante mágica igual a [;34;]. É interessante observar que os números [;14;] e [;15;] neste quadrado mágico estão dispostos lado a lado de modo a formar a data [;1514;]. Além disso, o quadrado mágico de Durer possui a propriedade adicional em que a soma dos elementos nos quatro quadrantes com os quatro elementos centrais é igual a constante mágica, conforme a figura abaixo.

Em [;1750;], Benjamin Franklin inventor do pára-raios, construiu um quadrado [;8\times 8;] "semi mágico" de constante igual a [;260;], isto é, um quadrado que falha em ser quadrado mágico apenas pelo fato da soma dos elementos em uma ou em ambas diagonais não é igual a constante mágica. Neste quadrado semi mágico, a soma de qualquer linha ou coluna é igual a [;260;]e a soma dos elementos em cada canto do quadrado com o elemento central totaliza também [;260;], veja a figura abaixo.

Outro tipo interessante de quadrado mágico são aqueles formados por quadrados perfeitos, todos distintos. Claramente a condição de que os números são inteiros consecutivos deve ser descartada. Não sabemos se existe um quadrado de quadrados [;3\times 3;], mas vale a pena citar que o matemático Lee Sallows obteve um quadrado de quadrados [;3\times 3;] no qual todas as linhas, colunas e uma diagonal tem a mesma soma, veja a figura abaixo.

Em [;1770;], Euler construiu o primeiro quadrado mágico [;4\times 4;] de quadrados e enviou para Joseph Louis Lagrange, cuja constante mágica é [;8515;].

Em [;2006;], Christian Boyer achou quadrados mágicos [;5\times 5;], [;6\times 6;] e [;7\times 7;] de quadrados perfeitos. Na figura abaixo, temos um quadrado mágico [;7\times 7;] dos inteiros consecutivos ao quadrado de [;0;] a [;48;].

Gostará de ler também
- O Problema dos Quadrados Mágicos do blog O Baricentro da Mente;
- O Triângulo Mágico 3x3;
- O Quadrado Mágico da Besta.



Referência Bibliográfica:

- Stewart Ian. Cabinet of Mathematical Curiosities. New York, NY. 2008;
- http://mathworld.wolfram.com/MagicSquare.html;

14 comentários:

  1. Muito interessante o post. Fiquei pensando aqui... Será que não existe um algoritmo para a solução de um quadrado mágico de ordem N, constante mágica C, por exemplo? Ou que pelo menos dissesse se é ou não possível construir o quadrado?

    Alguém sabe?

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  2. Olá Marcelo. Os problemas sobre quadrados mágicos parecem simples, mas tem muitas questões abertas a ponto de receber premiações em euros pela suas soluções. A sua ideia de estudar através do computador é bem interessante.

    Obrigado pela visita.

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  3. Marcelo, já havia pensado nisso de montar um algoritmo ou uma fórmula para encontrar novos quadrados mágicos. Fiz a substituição dos números por letras, mas vou te falar: o negócio fica muito complicado. Agora, uma forma de encontrar a solução de um quadrado mágico nxn começando de 1 até n^2 é usando a fórmula: S = [n(n^2 +1)]/2. Tem alguma coisa sobre isso no primeiro link que o Prof. Paulo deixou no fim do post. E por falr nisso, obrigado Paulo pela citação do blog!!

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  4. Obrigado Kleber pelo comentário. O seu post sobre o modo de preencher um quadrado mágico ficou muito bom.

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  5. Prof. Paulo preciso de sua ajuda.
    Vc utiliza algum software para construir gráficos?!?!?
    é q estou baixei alguns programas, mas ñ consigo deixar do jeito q quero.
    Se puder me ajudar, fico grato.
    A função é f(x)= 2^(x-1), com x natural, variando de 1 a 64.

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  6. Jonas, tem o Winplot, que uso. É bem dinâmico. Veja mais neste link:

    http://www.feg.unesp.br/~gsena/Orientacoes_Academicas/P%E1gina%20Pessoal/Manual%20e%20apostilas%20do%20winplot.html

    Até +

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  7. Olá tudo bom, parabens pelo seu site, muito interessante, só uma correção, o quadrado magico de benjamin flanklim ai ta errado, a somatoria das duas diagonais da 260 sim, algumas sequencias dos numeros ai da sua tabela ta trocado, são 91 sequencias onde a somatoria da 260, confira neste quadrado que esta postado no youtube, até...
    http://www.youtube.com/watch?v=zqEIrw-V1_w

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  8. Olá caro Jan, este quadrado mágico do Benjamin Franklin publicado aqui está correto. Conferi com este neste site famoso

    http://mathworld.wolfram.com/FranklinMagicSquare.html

    Obrigado pelo comentário e volte sempre!

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  9. Professor, não esta correto!!! vc viu o site do you tube que eu coloquei ai??? neste ele da 260 nas duas diagonais coisa que nao acontece com esse ai que esta com algumas seguencias trocadas, benjamim franklim não ia fazer um quadrado semi magico!!! que mais tarde seria consertado por alguem, o quadrado magico certo é oque esta no you tube, pois nele aparece 91 sequencias de todos os tipos!!! meu nome é alessandro , rs, até...

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  10. Olá Alessandro, achei outros sites que comprovam o quadrado exibido acima. Somente o seu link que aparece diferente. Não verifiquei a soma de cada sequencia exibida no vídeo, mas como disse antes não encontrei mais nenhum site que apoia o seu vídeo. Recomendo que veja este site que comprova o que eu disse.

    http://grapevine.net.au/~grunwald/une/KLAs/maths/Benfranklin_magicsquare.html

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  11. Ok Professor, mas no caso aquele do you tube eu somei todas as possibilidades e deu o 260 inclusive nas diagonais, bom, agora não sei qual o certo, rs. Até...

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  12. Aqui não é questão de qual quadrado está certo. Pelo que vimos, os dois quadrados mágicos estão certos e o que tiramos desta história? Aprendemos mais sobre quadrados mágicos de Benjamin Franklin. Obrigado pelo comentário e volte sempre!

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  13. GOSTARIA DE PERGUNTAR O SEGUINTE; OS QUADRADOS MAGICOS PODEM TER NUMEROS REPETIDOS E PODEM TER FRAÇOES E DECIMAIS POR FAVOR TIRE MINHA DUVIDA MAE DE ALUNO DO SETIMO ANO ROSE GRATA GRATA

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    1. A definição de quadrados mágicos é que as entradas devem ser somente números naturais não repetidos. Em alguns, casos criam-se quadrados mágicos exóticos com números negativos ou repetidos, mas eles são chamados de pseudo-quadrados mágicos.

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