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奥数知识三十三——取胜的策略

 黄土高坡种树人 2015-02-10

《取胜的策略》

我国民间一直流传着一个名叫“抢十八”的数学游戏:参与游戏的两人从1开始轮流报数,每人每次可报一个数或两个连续的数,谁先报到18,谁就获胜。本讲就是研究类似于这类游戏的取胜策略。

这类问题要用倒推法进行研究。以“抢十八”游戏为例,最后要抢到18,此前必须抢到15,只留给对方3个数,无论对方报一个数或两个连续的数,己方都能抢到18;同理要抢到15,此前必须抢到12。如此倒推回去,可得到一系列关键数:18、15、12、9、6、3。这个游戏的取胜策略就是:每一步都抢到关键数,直到最后抢到18。这个游戏是一个不公平的游戏,报数顺序决定了最后的结果:只有后报数者才能抢到这一系列关键数,后报数者才有必胜策略。

根据以上分析,确立取胜策略重要的是抢到关键数。

游戏者所能用到的最大数和最小数之和称为关键因子,关键数要根据关键因子确定。如“抢十八”游戏中关键因子就是3,我们从最后一个数依次减3,通过倒推可以找出游戏中所有关键数。

在“抢十八”游戏中,最后数18是关键因子3的整数倍,也就是关键因子能被最后报数整除,这样的游戏称为平衡游戏,后报数者必胜。如果最后报数与关键因子相除有余数,这样的游戏称为不平衡游戏,余数就是不平衡因子。不平衡抢数游戏也是不公平的游戏,先报数者有必胜策略:先消除不平衡因子,使其变成一个平衡游戏,先报数者随后就成为平衡游戏的后报数者。

【题目】:

有1996个球,甲、乙两人进行取球比赛,规则是两人轮流取,每人每次最少取1个,最多取4个,取到最后一个球的人为胜。如果甲先取,如果取法才能保证取胜?

【解析】:

这题的关键因子是:1+4=5。1996÷5=399……1,这是个不均衡的游戏,不均衡因子是1。

甲取胜策略为:甲先取1个球,剩下1995个球是5的399倍,使游戏变成了均衡游戏。然后每次乙取完之后,甲总是取出适量的球,保持与乙取出球的个数和为5,那么剩下的球始终是5的倍数。直到最后只剩下5个球,无论乙取几个球,甲都能取到最后一个球。

【题目】:

甲乙两人轮流地往一张圆桌面上放一枚五分硬币不能重叠。谁放完一枚之后而使得对方无法在往桌面上放硬币时,谁就是胜利者。如果甲先放,甲有没有稳超胜券的策略?

【解析】:

甲有稳超胜券的策略!

圆是中心对称图形,如下图一,甲先在圆桌正中心放一枚硬币(红色),然后无论乙把硬币(蓝色)放在何处,甲就在乙所放位置关于中心点对称的位置上放另一枚硬币(如下图二),这样只要乙能找到位置放硬币,甲总能找到对应的位置,直到结束,甲一定获胜。

 奥数知识三十三——取胜的策略
    

将本题桌面的形状,由圆形改为其他轴对称图形,甲同样有必胜策略,道理同上。

【题目】:

在4×4的方格纸上有一粒棋子,现在甲、乙两人玩游戏。由甲从左下角的方格开始为第一步,乙接着移动这粒棋子,每次只能向上、向右或右上方移动一格,两人就这样交替移动这粒棋子。谁把棋子移到右上角谁获胜,问谁将获胜,获胜的策略是什么?

奥数知识三十三——取胜的策略
如下图,要想最后把棋子下到A点所在的格子里,必须迫使对方把棋子下到A点周围的3个灰色格子里。

奥数知识三十三——取胜的策略
    

因为移动这粒棋子,每次只能向上、向右或右上方移动一格,如果某一方能把棋子下到B、D这两个格子里,则对方只能进入灰色格子,这方必胜。

由甲先下第一步,在左下角放入棋子,乙有必胜策略:乙接着把棋子下到C格,这样向右上方,甲只能把棋子移入某个绿色格子,乙再接着肯定可以把棋子移入A、B、D三个中的某个格子,从而取得最后的胜利。

A、B、C、D四个格子是制胜点,谁抢到谁获胜。

 


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