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数学游戏(游戏与策略)【小学四、五年级】

(2012-06-01 15:04:22)
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杂谈

【仁华课本四年级下册第八讲 数学游戏】再试一次

例1 甲、乙二人轮流报数,必须报不大于6的自然数,把两人报出的数依次加起来,谁报数后加起来的数是2000,谁就获胜.如果甲要取胜,是先报还是后报?报几?以后怎样报?

【思路】倒推法,抢占制胜点。

6+1=7,甲先报的话,要得到2000,那么得先得到1993,这样乙最少能得到1994,最大得到1999,甲都能得到2000.以此类推,再得到1986,。。。,2000除以7余5,那么甲最好先报,报5,以后乙报a,那甲就报7-a,这样就能取胜。

弄清思路,题目如何变幻都没问题。

可以出题:乙报了3,甲要取胜怎么报?或者其他。

例2 有1994个球,甲乙两人用这些球进行取球比赛.比赛的规则是:甲乙轮流取球,每人每次取1个,2个或3个,取最后一个球的人为失败者.

  ①甲先取,甲为了取胜,他应采取怎样的策略?

  ②乙先拿了3个球,甲为了必胜,应当采取怎样的策略?

【思路】先读题,读懂题目找思路。

思路:一样倒推,制胜点。  比例题1难一点,有区别,取最后一个球不是得胜还是失败。

要想取胜只能给对方留一个球,否则对方还能给你留下球。

1994-1=1993,这时候跟例题1差不多。3+1=4,1993除以4余1,甲先取1个,之后乙取a,甲就取4-a个,这样甲能取到1993个,所以最后一个给了乙,自己取胜。

乙拿了3个球,还剩下1991个球,1991-1=1990,1990除以4余2,甲取2个,之后乙取a,甲就取4-a个,就能获胜。

例3 甲、乙两人轮流往一张圆桌面上放同样大小的硬币,规定每人每次只能放一枚,硬币平放且不能有重叠部分,放好的硬币不再移动.谁放了最后一枚,使得对方再也找不到地方放下一枚硬币的时候就赢了.说明放第一枚硬币的甲百战百胜的策略.

【思路】对称。

甲先放原点,之后乙放,甲就对称着放。总有。

例4 把一棋子放在如右图左下角格内,双方轮流移动棋子(只能向右、向上或向右上移),一次可向一个方向移动任意多格.谁把棋子走进顶格,夺取红旗,谁就获胜.问应如何取胜?

http://s11/middle/51916951tc1645286b37a&690

【思路】倒推法,抢占制胜点。或者找规律:从简单到复杂,递推归纳法,从两行或三行慢慢推导题目要求的。

最高点为F点。甲乙两人,如甲要获胜最后要达到F点,需要控制A点;则乙再走一步怎么都到不了F点。

甲要抢占A点那么以此类推,必须抢占B点,相同的位置。类推得到CDE点。

因为棋子已经在左下角内,那么甲可以先走,到达E点,之后乙无论怎么走,甲都能一步到达dcbaf的其中一个。

万无一失。补充一题:

http://s7/middle/51916951tc16454f8fd56&690

例5 白纸上画了m×n的方格棋盘(m,n是自然数),甲、乙两人玩画格游戏,他们每人拿一枝笔,先画者任选一格,用笔在该格中心处画上一个点,后画者在与这个格相邻(有一条公共边的两个格叫相邻的格)的一个格的中心处也画上一个点,先画者再在与这个新画了点的格相邻的格的中心画上一个点,后画者接着在相邻的格中再任选一格画上一个点,…,如此反复画下去,谁无法画时谁失败.问:先画者还是后画者有必胜策略?他的必胜策略是什么?(注:已画过点的格子不准再画.)

【思路】最好方法是找规律。由简单到复杂。之后分类讨论。

m,n是自然数,不定,不妨选几个小棋盘来试试,以便从中找出规律.

  1×1棋盘,先画者胜.

  1×2棋盘,后画者胜.

  2×2棋盘,后画者胜.

  2×3棋盘,后画者胜.后画者的策略如下:2×3棋盘,总可以事先分割成3个1×2的小棋盘.后画者采用“跟踪”的方法:先画者在某个1×2的小盘中某个格内画了点,后画者就在同一个1×2小盘中的另一格画点;先画者只得去寻找另外的1×2的小盘,后画者“跟踪”过去;直至先画者找不到新的1×2小盘,这时,先画者就失败.

  由2×3棋盘的分析过程知:m,n中至少有一个为偶数时,m×n棋盘总可以事先分成一些1×2或2×1的小棋盘,利用上面所说的“跟踪”法,后画者有必胜策略.

  若m,n都是奇数,先画者事先把m×n棋盘划分成一些1×2小棋盘后,还剩一个小格.这时,先画者可以先在这个剩下的小格中画点,之后,先画者用“跟踪”法,就归结为m、n至少有一个为偶数的情形,先画者有必胜策略.

  综上所述,当m、n中至少有一个为偶数时,后画者有必胜策略;当m、n都为奇数时,先画者有必胜策略.

例6 现有9根火柴,甲、乙【或乙、甲】两人轮流从中取1根、2根或3根,直到取完为止.最后数一数各人所得火柴总数,得数为偶数者胜.问先拿的人是否能取胜?应怎样安排策略?

【思路】简单入手,找规律。

我们从最简单的情况开始进行考虑.

  由于9是奇数,它分成两个自然数的和时,必然一个是奇数,一个是偶数,所以两人中必然一胜一负.由于偶数分成两个自然数的和时,必然同奇或同偶,故无论如何取,都只能平局.因此我们只对火柴总数为奇数的情况加以讨论.

  1.如果有1根火柴,那么先取的人必败,后取的人必胜.

  2.如果有3根火柴,先取的人可以取2根,后取的人只能取1根,那么先取的人必胜,后取的人必败.

  3.如果有5根火柴,不妨设为甲先拿.

  甲先拿1根:

  ①乙拿1根,还剩3根,甲取3根.甲的火柴总数为:1+3=4(根),乙的火柴总数为1根,因此甲胜.

  ②乙拿2根,还剩2根,甲取1根,乙取1根.甲的火柴总数为:1+1=2(根),乙的火柴总数为:2+1=3(根),因此甲取胜.

  ③乙拿3根,还剩1根,甲取1根.甲的火柴总数为:1+1=2(根),乙的火柴总数为3根,因此甲胜.

  因此,如果有5根火柴,先拿的人有必胜的策略.

  4.下面讨论7根火柴的情形.

  甲先取了3根:

  还剩4根,同前面3①~③分析可知甲必胜。

  因此,有7根火柴时,先取的人有必胜的策略.

  5.最后讨论9根火柴的情形.

  ①甲先取1根,乙取3根,还剩5根.

  (a)甲取1根,还剩4根,乙取3根,甲取1根,乙胜.

  (b)甲取2根,还剩3根,乙取3根,乙胜.

  (c)甲取3根,还剩2根,乙取1根,甲取1根,乙胜.

  因此,在甲先取1根的情况下,(乙接着取3根)乙有必胜的策略.

  ②甲取2根时,还剩7根,这时乙面临7根的情形,乙取3根,不论以后甲怎样取,乙都有必胜的策略.

  ③甲取3根时,还剩6根;乙取1根,还剩5根.

  (a)甲取1根,还剩4根,乙取3根,甲取1根,乙胜.

  (b)甲取2根,还剩3根,乙取3根,乙胜.

  (c)甲取3根,还剩2根,乙取1根,甲取1根,乙胜.

  因此在甲先取3根的情况下,乙只要取1根,不论以后甲怎样取,乙都有必胜的策略.

  综上所述,先取的人没有必胜的策略,后取的人有必胜的策略.

 习题 

1.甲、乙两人轮流报数,必须报1~4的自然数,把两人报出的数依次加起来,谁报数后加起来的和是1000,谁就取胜.如果甲要取胜,是先报还是后报?报几?以后怎样报?

【思路】倒推,周期性

  2.有1994个格子排成一行,左起第一个格子内有一枚棋子,甲、乙两人轮流向右移动棋子,每人每次只能向右移动1格、2格、3格或4格,谁将棋子走到最后一格谁败.那么甲为了取胜,第一步走几格?以后又怎样走?

【思路】倒推,周期性

  3.54张扑克牌,两人轮流拿牌,每人每次只能拿1张到4张,谁拿到最后一张谁输,问先拿牌的人怎样确保获胜?

【思路】倒推,周期性

  4.n个1×1的正方形排成一行,左起第一个正方形中放一枚棋子,甲、乙两人交替走这枚棋子,每步可向右移动1格、2格或3格,谁先走到最后一格谁为胜利者.问先走者还是后走者有必胜的策略?

【思路】倒推,周期性。n不确定,分类讨论。陷阱:棋子已经放在第一个正方形中。

  ①如果n被4除余0:那么甲第一次走完后应落入4号格,因此甲先走,甲向右移动3格.

  ②如果n被4除余1:那么甲第一次走完后应落入5号格,因而是由乙先走,乙走几格,甲就向右移动4减几格.

  ③如果n被4除余2:那么甲第一次走完后应落入2号格,因此甲先走,向右移1格.

  ④如果n被4除余3:那么甲第一次走完后应落入3号格,因此甲先走,向右移2格.

   5.如果将例6中的条件改为“得数为奇数者为胜”,那么怎样才能确保取胜?现有9根火柴,甲、乙两人轮流从中取1根、2根或3根,直到取完为止.最后数一数各人所得火柴总数。先拿的人是否能取胜?应怎样安排策略?【注明:甲乙谁先走是未知的,没有规定】

【思路】先总体考虑,总体走不通就从简单入手,推出来。找规律,递推。

9为奇数,奇数=偶数+奇数,偶数=偶数+偶数=奇数+奇数

先取者可以取胜,策略:

  【甲先取1根,乙取1;甲3  ; 乙1甲3,乙2甲1乙1,乙3甲1;甲胜

              乙取2;甲1; 乙1甲3乙1,乙2甲3,乙3甲1乙1,甲胜

              乙取3;甲1;乙3甲1, 乙2甲1乙1,  乙1,甲3,甲胜。】



1根,先取的获胜,

     【2根,同胜或同败,偶数的不再考虑。】

3根,先取的必胜,

5根,后取的必胜。

    【甲先取1根,还剩4根,乙   甲  

                              甲胜

                                 甲胜

                                 甲败乙胜。

                        此时乙有主动权,乙有必胜策略。

     甲先取2根,还剩3根。乙还是有必胜策略

     甲先取3根,还剩2根,此时乙还是有必胜策略。】

7根,先取必胜

    【甲先取2根,还剩下5根,这样5根乙成先取,甲必胜】

9根,

    【甲取2根,乙也取2根,乙能必胜】

    【甲取1根,乙取1;甲3  ; 乙1甲3,乙2甲1乙1,乙3甲1;甲胜

              乙取2;甲1; 乙1甲3乙1,乙2甲3,乙3甲1乙1,甲胜

              乙取3;甲1;乙3甲1, 乙2甲1乙1,  乙1,甲3,甲胜。】

                    【甲3,乙2,乙胜

                    甲2,乙2,甲1,乙胜

                     甲1,乙3甲1,甲胜

                          乙2甲1乙1,甲胜,

                          乙1,甲3,甲胜。】


    【甲先取3根,乙取2根,乙能必胜】

                【剩下6根,乙取3根,甲取2根,乙只能取1根,这样甲胜

                          乙取1根, 甲取1根,乙取3根,则甲取1根,甲胜

                                          乙取2根,甲取1根,乙取1根,甲胜,

                                                       甲胜

                                 甲取3根,乙取2根,乙胜

                                 甲取2根,乙取2根 ,乙胜

                           乙取2根,甲3乙1,乙胜,甲2乙1甲1,乙胜,甲1乙3,乙胜,

                 所以乙有必胜策略,乙取2根,之后不管甲如何取乙都能胜】

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