對策問題

xiin發表於2024-10-26

同學們都熟悉“田忌與齊王賽馬”的故事,這個故事給我們的啟示是:田忌採用了“揚長避短”的策略,取得了勝利。
生活中的許多事物都蘊含著數學道理,人們在競賽和爭鬥中總是玩遊戲,大至體育比賽、軍事較量等,人們在競賽和爭鬥中總是希望自己或自己的一方獲取勝利,這就要求參與競爭的雙方都要制定出自己的策略,這就是所謂“知己知彼,百戰不殆”。哪一方的策略更勝一籌,哪一方就會取得最終的勝利。
解決這類問題一般採用逆推法和歸納法。

【例題1】

兩個人做一個移火柴的遊戲,比賽的規則是:兩人從一堆火柴中可輪流移走1至7根火柴,直到移盡為止。捱到誰移走最後一根火柴就算誰輸。如果開始時有1000根火柴,首先移火柴的人在第一次移走多少根時才能在遊戲中保證獲勝。
先移火柴的人要取勝,只要取走第999根火柴,即利用逆推法就可得到答案。
設先移的人為甲,後移的人為乙。甲要取勝只要取走第999根火柴。因此,只要取到第991根就可以了(如乙取1根甲就取7根;如乙取2根甲就取6根。依次類推,甲取的與乙取的之和為8根火柴)。由此繼續推下去,甲只要取第983根,第975根,……第7根就能保證獲勝。
所以,先移火柴的人要保證獲勝,第一次應移走7根火柴。

【例題2】

有1987粒棋子。甲、乙兩人分別輪流取棋子,每次最少取1粒,最多取4粒,不能不取,取到最後一粒的為勝者。現在兩人透過抽籤決定誰先取。你認為先取的能勝,還是後取的能勝?怎樣取法才能取勝?
從結局開始,倒推上去。不妨設甲先取,乙後取,剩下1至4粒,甲可以一次拿完。如果剩下5粒棋子,則甲不能一次拿完,乙勝。因此甲想取勝,只要在某一時刻留下5粒棋子就行了。不妨設甲先取,則甲能取勝。甲第一次取2粒,以後無論乙拿幾粒,甲只要使自己的粒數與乙拿的粒數之和正好等於5,這樣,每一輪後,剩下的棋子粒數總是5的倍數,最後總能留下5粒棋子,因此,甲先取必勝。

【例題3】

在黑板上寫有999個數:2,3,4,……,1000。甲、乙兩人輪流擦去黑板上的一個數(甲先擦,乙後擦),如果最後剩下的兩個數互質,則甲勝,否則乙勝。誰必勝?必勝的策略是什麼?
甲先擦去1000,剩下的998個數,分為499個數對:(2,3),(4,5),(6,7),……(998,999)。可見每一對數中的兩個數互質。如果乙擦去某一對中的一個,甲則接著擦去這對中的另一個,這樣乙、甲輪流去擦,總是一對數、一對數地擦,最後剩下的一對數必互質。所以,甲必勝。

【例題4】

甲、乙兩人輪流在黑板上寫下不超過10的自然數,規定禁止在黑板上寫已寫過的數的約數,最後不能寫的人為失敗者。如果甲第一個寫,誰一定獲勝?寫出一種獲勝的方法。
這裡關鍵是第一次寫什麼數,總共只有10個數,可透過歸納試驗。
甲不能寫1,否則乙寫6,乙可獲勝;甲不能寫3,5,7,否則乙寫8,乙可獲勝;甲不能寫4,9,10,否則乙寫6,乙可獲勝。因此,甲先寫6或8,才有可能獲勝。
甲可以獲勝。如甲寫6,去掉6的約數1,2,3,6,乙只能寫4,5,7,8,9,10這六個數中的一個,將這六個數分成(4,5),(7,9),(8,10)三組,當乙寫某組中的一個數,甲就寫另一個數,甲就能獲勝。

相關文章