P16247 [蓝桥杯 2026 省研究生组] 魔法矩阵能量值
题目描述
对于一个 $ n \times n $ 的魔法矩阵 $ M $,我们定义其能量值计算规则如下:
1. **基础能量**:位于位置 $ (i, j) $ 的元素的基础能量为 $ i \times j \times (i + j) $
2. **对角线加成**:位于主对角线(即位于 $ (1,1), (2,2), \ldots, (n,n) $)上的元素能量值翻倍
3. **边界惩罚**:位于矩阵边界(即第 $ 1 $ 行、第 $ n $ 行、第 $ 1 $ 列、第 $ n $ 列)上的元素能量值减半;若一个元素同时位于多条边界,其能量值仅减半一次。
4. **中心奖励**:如果 $ n $ 为奇数,位于中心位置 $ (\frac{n+1}{2}, \frac{n+1}{2}) $ 的元素的能量值额外增加 $ 100 $。
**重要提醒**:当一个位置满足多个条件时,必须严格按照上述顺序依次计算,即先算基础能量,再算对角线加成,再算边界惩罚,最后算中心奖励。
矩阵的总能量值是所有位置能量值的和。
示例 1:一个 $ 2 \times 2 $ 矩阵的完整计算过程如下:
- 位置 $ (1,1) $:基础能量 $ 1 \times 1 \times 2 = 2 $,主对角线翻倍为 $ 4 $,边界惩罚 $ \div 2 = 2 $,$ n $ 为偶数无中心奖励,能量值 $ = 2 $
- 位置 $ (1,2) $:基础能量 $ 1 \times 2 \times 3 = 6 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 3 $,$ n $ 为偶数无中心奖励,能量值 $ = 3 $
- 位置 $ (2,1) $:基础能量 $ 2 \times 1 \times 3 = 6 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 3 $,$ n $ 为偶数无中心奖励,能量值 $ = 3 $
- 位置 $ (2,2) $:基础能量 $ 2 \times 2 \times 4 = 16 $,主对角线翻倍为 $ 32 $,边界惩罚 $ \div 2 = 16 $,$ n $ 为偶数无中心奖励,能量值 $ = 16 $
总能量值:$ 2 + 3 + 3 + 16 = 24 $。
示例 2:一个 $ 3 \times 3 $ 矩阵的完整计算过程如下:
- 位置 $ (1,1) $:基础能量 $ 1 \times 1 \times 2 = 2 $,主对角线翻倍为 $ 4 $,边界惩罚 $ \div 2 = 2 $,非中心无奖励,能量值 $ = 2 $
- 位置 $ (1,2) $:基础能量 $ 1 \times 2 \times 3 = 6 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 3 $,非中心无奖励,能量值 $ = 3 $
- 位置 $ (1,3) $:基础能量 $ 1 \times 3 \times 4 = 12 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 6 $,非中心无奖励,能量值 $ = 6 $
- 位置 $ (2,1) $:基础能量 $ 2 \times 1 \times 3 = 6 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 3 $,非中心无奖励,能量值 $ = 3 $
- 位置 $ (2,2) $:基础能量 $ 2 \times 2 \times 4 = 16 $,主对角线翻倍为 $ 32 $,不在边界无惩罚,中心奖励 $ +100 = 132 $,能量值 $ = 132 $
- 位置 $ (2,3) $:基础能量 $ 2 \times 3 \times 5 = 30 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 15 $,非中心无奖励,能量值 $ = 15 $
- 位置 $ (3,1) $:基础能量 $ 3 \times 1 \times 4 = 12 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 6 $,非中心无奖励,能量值 $ = 6 $
- 位置 $ (3,2) $:基础能量 $ 3 \times 2 \times 5 = 30 $,非主对角线无加成,边界惩罚 $ \div 2 = 15 $,非中心无奖励,能量值 $ = 15 $
- 位置 $ (3,3) $:基础能量 $ 3 \times 3 \times 6 = 54 $,主对角线翻倍为 $ 108 $,边界惩罚 $ \div 2 = 54 $,非中心无奖励,能量值 $ = 54 $
总能量值:$ 2 + 3 + 6 + 3 + 132 + 15 + 6 + 15 + 54 = 236 $。
现在,请你计算 $ 13 \times 13 $ 的魔法矩阵的总能量值是多少。
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无
输出格式
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