1、小 学 奥 数 博 弈 问 题 解 题 技巧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
2、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
3、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。19965=3991,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
4、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。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 44 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
5、,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?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。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。【提高训练】1、 甲、乙两人抓棋子
6、,规定最多可以抓 3 个,最少抓 1 个,谁取到最后一个棋子就算输。若甲先去抓,棋子数为 2001 个,问乙是否有必胜的策略?2、 在 90 张卡片的两面各写一个数,第一张写上 1 与 2,第二张写上 2 和 3,第三张写上 3 和 4,第 89 张写 89 与 90,第90 张写 90 与 91,打乱卡片的排列顺序,小华看的最后一张卡片上的数是 73.试讨论说明在什么情况下,小华可以马上猜出73 的反面是什么数?3、 有这么一个游戏,报数的规则是:(1) 两人轮流报数;(2)每次报的数只能是 110 中的某一个数;(3)谁报数后两人所报的全部数的和为 2003,就算谁获胜。如果让你先报,你有必胜的策略吗?4、 有两堆纽扣,一堆 50 颗,一堆 43 颗。规则为甲、乙两人轮流从中拿走一颗或几颗,甚至一堆,但每次只能在某一堆中拿纽扣,谁拿走最后一颗纽扣,谁就获胜?请问,你如何取胜?5、 一个有 9 个格子的水果盘,贝贝和晶晶轮流在格子里放水果(每个格子里只能放一个水果) 。贝贝放的是香梨,晶晶放的是苹果。规定每人每次至少放 1 个,最多放 3 个,空格放满后,计算一下,哪一方的总数是偶数,哪一方就获胜。问如何确保获胜?