正方形方陣

◎馬濟敏

方陣是古代軍隊作戰時采用的一種隊形，即軍隊在野外開闊地上排列成正方形的一種陣式。方陣平面呈“回”字形，這反映出遠古觀念中的一種政治地理結構，來源于“天圓地方”的宇宙觀。

在數學上，我們把若干人或物排列成正方形的隊列，根據排列規律引出的計算問題就叫作方陣問題。如下圖：

實心方陣

空心方陣

從上圖可以看出，方陣相鄰兩邊的物體個數相差2，相鄰兩層的物體數量相差8。利用正方形的面積計算公式，實心方陣中物體總數=大邊長×大邊長；空心方陣中物體總數=大實心方陣數-小實心方陣數。如上圖實心方陣的圓片數量是6×6=36（個）；空心方陣的圓片數量是8×8-4×4=48（個）。

例1：五年級的學生排成了一個正方形方陣，最外一層一共有36人，這個正方形方陣一共有多少人？

思路點睛：題中的“最外一層”包括4 條邊，如果用36÷4=9，再用9×9=81來計算，就錯了。因為兩邊相交的地方，即方陣的四個頂點，少算了一次，所以正方形的邊長應該是9+1=10。那么這個正方形方陣一共有10×10=100（人）。如下圖：

例2：一個3 層的空心方陣，最外一層每邊有14 人，那么這個方陣一共有多少人？

思路點睛：我們已經知道，方陣每向里面一層，每邊人數就減少2人，總數減少8人，所以最外一層是（14-1）×4=52（人），第二層是52-8=44（人），第三層是44-8=36（人），把這三層的人數加起來，得到52+44+36=132（人）。即這個方陣一共有132人。