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Magisches Quadrat 4x4 unlösbar?

Universität / Fachhochschule

Tags: 4x4 Matrix, magisches Quadrat

 
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Starboma

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10:42 Uhr, 24.02.2024

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Hallo zusammnen,

ich bin zwar nun kein Student mehr, doch mein Interesse für Mathematik brennt nachwievor. Meine Frau hat mich gestern abends schon getadelt, dass sie mir doch am besten dieses magische Quadrat nie hätte zeigen sollen.
Ich hab bisher 2 Variablen ermitteln können, stehe aber nun auf dem schlauch

16|a|21|29
b|c|24|18
28|d|e|f
17|g|20|h

c und h konnte ich bereits ermitteln.
Ich kann mich noch vage dran erinnern, dass sowas irgendwie mit Gauss Jordan gelöst werden kann, oder? Verzweifle aber gerade :-D)

magisches quadrat

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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HAL9000

HAL9000

10:54 Uhr, 24.02.2024

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Generell gesprochen:
- Es gibt 9 Variablen (die 8 fehlenden Zellen und der Wert der jeweils gleichen Summe).
- Es gibt jeweils 4 Gleichungen für die Zeilen- und die Spaltensummen, von denen aber eine redundant ist.
- Es gibt 2 Gleichungen für die beiden Diagonalensummen.
Das ergibt ein lineares Gleichungssystem vom Typ 9x9. Aber da ich jetzt keine Lust für eine so riesige Matrix habe, dann lieber doch Tippeltappeltour:

Aus 16+b+28+17=b+c+24+18 folgt c=19.
Aus 16+b+28+17=16+a+21+29=66+a folgt b=a+5.
Aus 21+24+e+20=66+a folgt e=a+1.
Aus 16+19+a+1+h=66+a folgt h=30 (Diagonale).
Aus 17+d+24+29=66+a folgt d=a-4 (Diagonale).
Aus 29+18+f+30=66+a folgt f=a-11.
Aus 28+a-4+a+1+a-11=66+a folgt a=26.
Aus 17+g+20+30=92 folgt g=25.

16262129311924182822271517252030

Probe über alle Zeilen-, Spalten- und Diagonalensummen bestätigt die 92.
Frage beantwortet
Starboma

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12:11 Uhr, 24.02.2024

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Haha, habs ähnlich gemacht, jedoch mit b-Abhängigkeit :-).
Gauss Jordan wäre auch möglich gewesen oder?
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HAL9000

HAL9000

12:13 Uhr, 24.02.2024

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Wie ich schon schrieb: 9x9-LGLS

Und damit kannst du natürlich jedes beliebige Lösungsverfahren für Lineare Gleichungssysteme nehmen.
Starboma

Starboma aktiv_icon

12:18 Uhr, 24.02.2024

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willst du diese 9x9 matrix mal aufzeichnen? Mein älteres Hirn bringt das nicht mehr hin
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HAL9000

HAL9000

12:29 Uhr, 24.02.2024

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Es ist Ax=b zu lösen mit

A=(10000000-101100000-100011100-100000011-101000000-110110010-100001000-100101001-100010000-1), x=(abcdefghi) und b=(-66-42-28-37-610-65-16-70) .

Starboma

Starboma aktiv_icon

12:32 Uhr, 24.02.2024

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okay, da muss ich nochmal in meinem Papula nachschauen wie das ging - leuchtet mir gerade nicht ein, wieso dahinter immer eine -1 steht.
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HAL9000

HAL9000

12:33 Uhr, 24.02.2024

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i steht für die Summe, die bei allen Zeilen/Spalten/Diagonalen gleich sein soll.

Beispiel erste Zeile: Aus 16+a+21+29=i wird a-i=-66, usw.
Antwort
Respon

Respon

13:52 Uhr, 24.02.2024

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Für Ungeduldige und Faule.
Natürlich ist eigenständiges Berechnen viel spannender. Geht es aber nur um das Ergebnis, so schafft das WOLFRAM locker.

Ergebnis
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HAL9000

HAL9000

17:57 Uhr, 24.02.2024

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Wer zu diesem Zeitpunkt noch ungeduldig auf das Ergebnis gewartet hat, muss wohl den Thread schlecht gelesen haben. ;-)
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HJKweseleit

HJKweseleit aktiv_icon

21:10 Uhr, 24.02.2024

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gelöscht
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Mathe45

Mathe45

22:03 Uhr, 24.02.2024

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