陳曦
這個寒假小新有個愿望,想去數(shù)樂園玩一玩。聽好朋友小雄說,數(shù)樂園里有很多好玩的益智游戲,過關還有獎品拿。終于等到一個周末,小新的爸爸媽媽帶他去了數(shù)樂園。數(shù)樂園里有很多有趣的益智游戲,小新看到一個房間門口掛著一個“點燃星火之旅”的牌子,好奇心驅(qū)使他走了進去。
由少及多,舉一反三
小新剛走進去,就看到一個原始人打扮的男人走向他,指著手里的牌子,嘴里發(fā)出“喔喔”的聲音。小新仔細一看,上面寫著:“火是人類文明的進步,是人類重要的生存手段。想做一名傳播火種的少年嗎?那就來參加游戲吧!”然后原始人打扮的男人把他領到一堆木條前,手舞足蹈一番,指向旁邊的木牌,木牌上寫著:“一共有500根小木條,雙方輪流從中取走1根、2根或是4根。誰取走最后1根小木條誰輸?!?/p>
“小新,如果是你,你會怎樣取木條?”在一旁的爸爸問道。
“這很像我們平時玩的‘搶30游戲。不能取30的時候,其實也就是取29。29不能被3整除,29減去2就是27,就能被3整除了。接下來保證每次2人拿的根數(shù)之和是3,那么一定能得到29這個數(shù)。同理,誰拿到第500根小木條誰輸,也就是想要贏就要拿第499根小木條,499不能被5整除,嗯—— 要——”小新在心里默算了好一會兒,說,“當然是先拿的人有可能獲勝的策略,先拿的人先拿4根,剩余的495能被5整除,然后保證接下來2人每次拿的根數(shù)相加為5即可?!?/p>
爸爸高興地點點頭,補充道:“其實相當于做一個公式換算,499=5×99+4,同理也還有其他解法,比如,我們把499換算成 499=3×166+1,那么先拿的人也可以先拿1根,然后保證每次2人拿的小木條的根數(shù)相加為3或是3的倍數(shù)即可。”
小新?lián)蠐项^:“那即使后拿的人也懂其中的策略,他也沒有辦法贏嗎?”
“嗯,除非先拿的人不懂或失誤,否則先拿的人有必勝的把握?!?/p>
小新掌握到其中的妙招,嘗試了鉆木取火,取到了火種,覺得非常有成就感,仍想繼續(xù)玩下面的游戲。
觸類旁通,歸納妙招
走進下一間房,一位伐木工打扮的男人微笑著對小新說:“我們面前有3000根火柴,2人輪流取火柴,規(guī)定每次只能取1根,或2的n次方根,n為自然數(shù)。取出的火柴放在一邊,誰能夠取得最后一根火柴就算誰勝?!?/p>
這回,小新不假思索地說道:“3000能被3整除。因此后取的人有必勝的策略,只要讓對方先取,隨后每次取1根或是2根,使得剩下的火柴數(shù)是3的倍數(shù)即可?!?/p>
闖關成功,小新得到了一根像手掌一樣大的火柴,他自信地說道:“太簡單了!原來大數(shù)目的游戲看著難,但只要找到規(guī)律,這些都難不倒我。我還可以迎接挑戰(zhàn)?!?/p>
爸爸輕聲提醒:“小新,你發(fā)現(xiàn)了嗎?這類小游戲中都有一個關鍵倍數(shù)?!?/p>
“沒錯,沒錯。30能被3整除,3000能被3整除,或是499不能被3或5整除,這里面3和5都是那個關鍵倍數(shù)?!毙⌒?lián)屩f道。
“是的,我們找到了這個關鍵倍數(shù),就找到了策略的關鍵一步。當關鍵倍數(shù)能被整除的時候,通常是后取者有必勝的策略。而當關鍵倍數(shù)不能被整除的時候,比如29,499這類,會有一個余數(shù),這個余數(shù)就是不平衡因子,先取者把不平衡因子先報完,這個游戲又變成能被整除的游戲,所以這類情況通常是先取者有必勝的策略?!卑职址治龅?。
“那有沒有找關鍵倍數(shù)的方法呢?”小新問道。
爸爸笑起來:“如果想找方法,可以把幾個游戲條件列一列?!?/p>
小新二話不說,開始寫算并分析起來:
“30,取1或2,倍數(shù)是3;
500,取1,2或4,倍數(shù)是5;
3000,取1,2的n次方,倍數(shù)是3;
難道是……相加?關鍵倍數(shù)是一次能取的數(shù)的最大與最小相加,比如,2+1=3,1+4=5,是這樣嗎?”
“你是個會觀察、愛思考的孩子,不過,你的總結只適合通常情況,可不代表所有的情況?!卑职治⑿χ鴮π⌒抡f。
“啊——”小新張大了嘴巴,“怎么這么厲害的妙招還不能應付所有情況?”
“首先,前者或是后者所謂的必勝,前提是他明白其中的策略,如果兩個不明白的人玩,那就純屬是碰運氣而已。如果一個明白一個不明白,那么明白其中奧妙的人無論是前是后,贏的概率都會很大,這是胸有成竹。那有趣的事來了,如果兩個都明白其中奧妙的人一起玩這個游戲呢?他們爭的就是誰先誰后了。除了這點,這類籌碼游戲還有許多延伸出來的特例,需要具體情況具體分析?!卑职忠馕渡铋L地說道。
巧識陷阱,具體分析
小新有些不解地問:“無論多大的數(shù),無論怎么取,這個方法不都是‘兵來將擋水來土掩嗎?”話音剛落,迎面走過來一位工作人員,舉著一朵花,說道:“13片花瓣任意摘,你和我輪流摘,可以不按順序,但一人一次只可以摘1片,或是相鄰的2片,如果沒有任何2片相鄰,那么只能摘1片。誰摘到最后的那片花瓣誰就是贏家?!?/p>
小新在心里盤算游戲的關鍵信息:“一次摘1片或2片,關鍵倍數(shù)是3,但13不能被3整除,余數(shù)為1,這種情況先摘者有必勝策略,當然我先?!?/p>
如下圖所示,小新摘掉了1號花瓣,工作人員摘掉了7號和8號花瓣,摘完后花朵兩邊各剩對稱的5片花瓣。
接下來,小新摘幾片,工作人員就摘幾片,并且工作人員摘的花瓣總是在小新摘的對稱的另一邊,剩下最后4片的時候,左邊2片花瓣,右邊2片花瓣,且都在對稱的位置上。這時候小新才發(fā)現(xiàn)自己輸了。
小新看了看花瓣,恍然大悟:“是因為對稱,所以輸了?!彼幌旅靼诪槭裁疵看喂ぷ魅藛T摘的花瓣一定要和他摘的花瓣對稱,并且一定要保證第一輪摘完后剩10片花瓣,且兩邊各有5片對稱的花瓣。
工作人員遺憾地說:“你沒有贏得最后一關的挑戰(zhàn),不能點燃火焰之花,也就不能給人類傳播火種了?!?/p>
小新有點沮喪地說:“真是大意失荊州??!”
小新的數(shù)樂園之旅暫時結束了,雖然他沒有做成傳播火種的少年,但是他收獲滿滿。其實,如果你細心且愛歸納和思考,總會在數(shù)學世界中發(fā)現(xiàn)一些定規(guī)、定法。更有趣的是,在數(shù)學世界沒有放之四海皆準的定規(guī)、定法,因為它充滿變數(shù)。