¿De cuántas maneras hay para colocar los números 4 y 5 en una matriz 4 × 4 de tal manera que la suma de los elementos de cualquier fila o columna sea un número primo?

Estas son las combinaciones de 4 y 5 que se suman a los números primos:

Grupo 1 (tres 5 y un 4)
5554
5545
5455
4555

Grupo 2 (tres 4s y un 5)
4445
4454
4544
5444

Tenga en cuenta que todas son permutaciones donde hay tres 4 y un 5, o tres 5 y un cuatro (sumando 17 o 19). Hay 8 de esas combinaciones. ¿De cuántas maneras podemos organizar ocho objetos en cuatro ranuras sin repetición? Creo que la respuesta a eso es 8 * 7 * 6 * 5 = 1680. Eso se encarga de nuestras filas. Sin embargo, también debemos asegurarnos de que todas nuestras columnas se sumen a los números primos. Podemos hacer esto usando solo elementos del grupo 1 juntos, y solo usando elementos del grupo 2 juntos. La mezcla da resultados no principales en las columnas.

La pregunta ahora es: “¿de cuántas maneras podemos organizar dos conjuntos de cuatro elementos en cuatro espacios?”

Creo que la respuesta es (4 * 3 * 2) * 2 = 48.

Editar – Gracias Michael Carey por el comentario.

Excelente representación Mark Cromer! Acepto su 48, pero creo que falta un caso de esquina. Si comienzo un cuadrado con la primera fila de su grupo 1 y luego la primera fila de su grupo 2 como segunda fila de resultados / Luego cada columna se suma a 5 y limita la tercera y cuarta a dos 4 o dos 5. Puedo obtener eso repitiendo cualquier fila del grupo 1 o del grupo 2. por ejemplo:
5554
4445
5554
5554
o
5554
4445
5444
5444