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Ingeniería inversa de un truco de magia matemática con matrices.

Este problema fue planteado por mi madre desde una fiesta corporativa junto con una pregunta sobre cómo funcionaba.

Hubo un showman que pidió que le dijeran un número de $10$ a $99$ (Si no me equivoco). El número $83$ fue nombrado después de lo cual tomó un pedazo de papel y rápidamente puso una matriz (nótese que lo hizo rápido):

$$ \begin{bmatrix} 8 & 11 & 63 & 1\\ 62 & 2 & 7 & 12\\ 3 & 65 & 9 & 6 \\ 10 & 5 & 4 & 64 \end{bmatrix} $$

Si te fijas bien, cada fila, columna y diagonal tiene la suma de $83$ . Además, considere que las esquinas de la matriz también tienen la suma de $83$ . Por ejemplo: $$ \begin{bmatrix} \color\red{8} & \color\red{11} & 63 & 1\\ \color\red{62} & \color\red{2} & 7 & 12\\ 3 & 65 & 9 & 6 \\ 10 & 5 & 4 & 64 \end{bmatrix} $$

También la plaza central es $83$ en suma también: $$ \begin{bmatrix} 8 & 11 & 63 & 1\\ 62 & \color\red{2} & \color\red{7} & 12\\ 3 & \color\red{65} & \color\red{9} & 6 \\ 10 & 5 & 4 & 64 \end{bmatrix} $$

Números claros $1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12$ se rellenan de forma circular. Y luego consecuentemente $62, 63, 64, 65$ también lo son. No estoy muy familiarizado con el álgebra lineal así que mi pregunta es:

¿Cuál fue la regla que utilizó para construirlo? ¿Podemos construir una matriz con las mismas propiedades dado un número aleatorio en algún rango? ¿Es posible construir una similar pero para $5\times 5$ , $6\times 6$ o $N\times N$ ¿Matriz?

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¿Qué tipo de espectáculo era ese?

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@Icv nunca he visto este programa, así que no lo sé. Fue en una fiesta de empresa para los compañeros de trabajo. Lo único que me dieron fue un papel con números escritos.

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Es difícil imaginar un programa menos friki :-)

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SmileyCraft Puntos 48

Todo esto se basa en la increíble matriz $$\pmatrix{8&11&14&1\\13&2&7&12\\3&16&9&6\\10&5&4&15}$$ Tenga en cuenta que esto funciona para $34$ . Para $34+n$ sólo tienes que reemplazar $13,14,15,16$ con $13+n,14+n,15+n,16+n$ . No sé cuál es el plan de respaldo del showman para los números de abajo $34$ es.

EDIT: Hay un Vídeo de Numberphile en YouTube en este mismo truco.

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También creo que no era 10, sino algún número mayor de dos cifras

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¡Gracias por compartir el enlace al vídeo! Además parece que la magia no existe después de todo :)

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Es posible que su plan de respaldo fuera restar algún número de esos cuatro.

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orlp Puntos 373

No anotó "una matriz". Escribió una cuadrado mágico .

Hay varios algoritmos para construirlas, el más fácil de hacer mentalmente es empezar con una matriz inicial genérica que memorices:

 A  1 12  7
11  8  B  2
 5 10  3  C
 4  D  6  9

Y resuelve A, B, C, D para tu número objetivo. Con un poco de práctica puedes hacer esto súper rápido.

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Por supuesto, también es una matriz.

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@JannikPitt Por supuesto. Sólo lo comenté como si a alguien que llega en helicóptero privado a hacer la compra se le calificara de "llegar en vehículo".

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Yves Daoust Puntos 30126

Observa que los números de los sesenta se encuentran en diferentes filas, diferentes columnas y diferentes cuadrantes. Si los aumentas simultáneamente, las doce sumas aumentan en la misma cantidad.

En el cuadrado mágico puro (números $1$ a $16$ ), la suma es $34$ por lo que basta con añadir $83-34=49$ a estos cuatro elementos.

Sería más lógico solicitar una suma en el rango $[34,83]$ para que todos los elementos sean como máximo naturales de dos dígitos.

Para una mayor mistificación, puede dividir el incremento requerido en dos o más y ajustar en los otros grupos posibles.

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