数乐园奇遇记

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  这个寒假小新有个愿望,想去数乐园玩一玩。听好朋友小雄说,数乐园里有很多好玩的益智游戏,过关还有奖品拿。终于等到一个周末,小新的爸爸妈妈带他去了数乐园。数乐园里有很多有趣的益智游戏,小新看到一个房间门口挂着一个“点燃星火之旅”的牌子,好奇心驱使他走了进去。
  由少及多,举一反三
  小新刚走进去,就看到一个原始人打扮的男人走向他,指着手里的牌子,嘴里发出“喔喔”的声音。小新仔细一看,上面写着:“火是人类文明的进步,是人类重要的生存手段。想做一名传播火种的少年吗?那就来参加游戏吧!”然后原始人打扮的男人把他领到一堆木条前,手舞足蹈一番,指向旁边的木牌,木牌上写着:“一共有500根小木条,双方轮流从中取走1根、2根或是4根。谁取走最后1根小木条谁输。”
  “小新,如果是你,你会怎样取木条?”在一旁的爸爸问道。
  “这很像我们平时玩的‘抢30’游戏。不能取30的时候,其实也就是取29。29不能被3整除,29减去2就是27,就能被3整除了。接下来保证每次2人拿的根数之和是3,那么一定能得到29这个数。同理,谁拿到第500根小木条谁输,也就是想要赢就要拿第499根小木条,499不能被5整除,嗯—— 要——”小新在心里默算了好一会儿,说,“当然是先拿的人有可能获胜的策略,先拿的人先拿4根,剩余的495能被5整除,然后保证接下来2人每次拿的根数相加为5即可。”
  爸爸高兴地点点头,补充道:“其实相当于做一个公式换算,499=5×99 4,同理也还有其他解法,比如,我们把499换算成 499=3×166 1,那么先拿的人也可以先拿1根,然后保证每次2人拿的小木条的根数相加为3或是3的倍数即可。”
  小新挠挠头:“那即使后拿的人也懂其中的策略,他也没有办法赢吗?”
  “嗯,除非先拿的人不懂或失误,否则先拿的人有必胜的把握。”
  小新掌握到其中的妙招,尝试了钻木取火,取到了火种,觉得非常有成就感,仍想继续玩下面的游戏。
  触类旁通,归纳妙招
  走进下一间房,一位伐木工打扮的男人微笑着对小新说:“我们面前有3000根火柴,2人轮流取火柴,规定每次只能取1根,或2的n次方根,n为自然数。取出的火柴放在一邊,谁能够取得最后一根火柴就算谁胜。”
  这回,小新不假思索地说道:“3000能被3整除。因此后取的人有必胜的策略,只要让对方先取,随后每次取1根或是2根,使得剩下的火柴数是3的倍数即可。”
  闯关成功,小新得到了一根像手掌一样大的火柴,他自信地说道:“太简单了!原来大数目的游戏看着难,但只要找到规律,这些都难不倒我。我还可以迎接挑战。”
  爸爸轻声提醒:“小新,你发现了吗?这类小游戏中都有一个关键倍数。”
  “没错,没错。30能被3整除,3000能被3整除,或是499不能被3或5整除,这里面3和5都是那个关键倍数。”小新抢着说道。
  “是的,我们找到了这个关键倍数,就找到了策略的关键一步。当关键倍数能被整除的时候,通常是后取者有必胜的策略。而当关键倍数不能被整除的时候,比如29,499这类,会有一个余数,这个余数就是不平衡因子,先取者把不平衡因子先报完,这个游戏又变成能被整除的游戏,所以这类情况通常是先取者有必胜的策略。”爸爸分析道。
  “那有没有找关键倍数的方法呢?”小新问道。
  爸爸笑起来:“如果想找方法,可以把几个游戏条件列一列。”
  小新二话不说,开始写算并分析起来:
  “30,取1或2,倍数是3;
  500,取1,2或4,倍数是5;
  3000,取1,2的n次方,倍数是3;
  难道是……相加?关键倍数是一次能取的数的最大与最小相加,比如,2 1=3,1 4=5,是这样吗?”
  “你是个会观察、爱思考的孩子,不过,你的总结只适合通常情况,可不代表所有的情况。”爸爸微笑着对小新说。
  “啊——”小新张大了嘴巴,“怎么这么厉害的妙招还不能应付所有情况?”
  “首先,前者或是后者所谓的必胜,前提是他明白其中的策略,如果两个不明白的人玩,那就纯属是碰运气而已。如果一个明白一个不明白,那么明白其中奥妙的人无论是前是后,赢的概率都会很大,这是胸有成竹。那有趣的事来了,如果两个都明白其中奥妙的人一起玩这个游戏呢?他们争的就是谁先谁后了。除了这点,这类筹码游戏还有许多延伸出来的特例,需要具体情况具体分析。”爸爸意味深长地说道。
  巧识陷阱,具体分析
  小新有些不解地问:“无论多大的数,无论怎么取,这个方法不都是‘兵来将挡水来土掩’吗?”话音刚落,迎面走过来一位工作人员,举着一朵花,说道:“13片花瓣任意摘,你和我轮流摘,可以不按顺序,但一人一次只可以摘1片,或是相邻的2片,如果没有任何2片相邻,那么只能摘1片。谁摘到最后的那片花瓣谁就是赢家。”
  小新在心里盘算游戏的关键信息:“一次摘1片或2片,关键倍数是3,但13不能被3整除,余数为1,这种情况先摘者有必胜策略,当然我先。”
  如下图所示,小新摘掉了1号花瓣,工作人员摘掉了7号和8号花瓣,摘完后花朵两边各剩对称的5片花瓣。
  接下来,小新摘几片,工作人员就摘几片,并且工作人员摘的花瓣总是在小新摘的对称的另一边,剩下最后4片的时候,左边2片花瓣,右边2片花瓣,且都在对称的位置上。这时候小新才发现自己输了。
  小新看了看花瓣,恍然大悟:“是因为对称,所以输了。”他一下明白为什么每次工作人员摘的花瓣一定要和他摘的花瓣对称,并且一定要保证第一轮摘完后剩10片花瓣,且两边各有5片对称的花瓣。
  工作人员遗憾地说:“你没有赢得最后一关的挑战,不能点燃火焰之花,也就不能给人类传播火种了。”
  小新有点沮丧地说:“真是大意失荆州啊!”
  小新的数乐园之旅暂时结束了,虽然他没有做成传播火种的少年,但是他收获满满。其实,如果你细心且爱归纳和思考,总会在数学世界中发现一些定规、定法。更有趣的是,在数学世界没有放之四海皆准的定规、定法,因为它充满变数。
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