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策略与游戏5–6年级

必胜策略

桌上有20根火柴,两人玩取火柴游戏,轮流拿,每次拿1根、2根或3根。谁拿到最后一根火柴,谁就赢。先手能不能总是赢?这类题里,孩子要找一个无论对方怎么走都能赢的计划,办法是从游戏的结尾往回推:找出哪些局面对轮到走的人来说是必败的。

关键一招
从结尾往回推,找出必败局面
学会什么
找到一个无论对方怎么走都能赢的计划

游戏的规则

必败局面

在每次拿1、2或3根火柴、拿到最后一根者赢的游戏里,对轮到走的人来说必败的局面,每隔4根就出现一次。

剩下的火柴最好的走法原因
1、2或3根全部拿走拿到最后一根就赢
4怎么走都赢不了不管怎么拿,对方都能拿走剩下的
5、6或7根拿1、2或3根,留下4根对方拿到必败的4根
8怎么走都赢不了每一步都会留下5、6或7根

解法:从游戏的结尾往回推

从最小的局面开始,往上依次写出各个局面。如果从一个局面出发的每一步都走到必胜局面,就把它标为必败;如果有某一步能走到必败局面,就把它标为必胜。开局时制胜的一步,就是留下必败局面的那一步。下面的例题由浅入深,从最简单的一直到奥数竞赛题。

  1. 从结尾的局面开始
  2. 从小到大,把每个局面标为必胜或必败
  3. 找出给对方留下必败局面的那一步

例1 · 5–6年级

碗里的糖

碗里有23颗糖。小可和小乐轮流拿,小可先拿。每人每次拿1、2、3或4颗。谁拿到最后一颗糖,谁就赢。小可第一次要拿几颗,才能保证赢?

  1. 从结尾想起:如果剩下1~4颗,轮到走的人全部拿走就赢了。如果剩下5颗,不管怎么拿,都会给对方留下1~4颗,所以5是必败的。

  2. 同样,10、15和20也是必败的:不管从中拿走几颗,对方都能让碗里的糖减到下一个5的倍数。

  3. 所以小可先拿3颗,留下20颗。之后不管小乐拿几颗,小可都把这一轮补足到5颗,依次留下15、10、5颗,最后一颗也不剩。

答案 3颗糖。

例2 · 5–6年级

国王走格子

国王站在一个5 × 5棋盘的左下角。两人轮流移动它,每次可以向上走一格、向右走一格,或者向右上方斜走一格。谁把国王走进右上角,谁就赢。如果双方都采取最佳走法,谁会赢?

  1. 数一数国王还要走多少行、多少列。从离右上角只差一步的格子出发,轮到走的人马上就能赢。

  2. 如果这两个数都是偶数,这一格对轮到走的人来说就是必败的:任何一步都会让其中至少一个数变成奇数,而对方又能让两个数重新都变成偶数。

  3. 国王一开始离右上角4行4列,两个数都是偶数,所以先手输。后手每次都应对一步,把国王走回两个数都是偶数的格子,最后走进右上角。

答案 后手赢。

例3 · 5–6年级

雏菊

一朵雏菊有12片花瓣,围成一圈。两人轮流摘花瓣,每次可以摘一片,也可以摘紧挨在一起、中间没有空隙的两片。谁摘下最后一片花瓣,谁就赢。如果双方都采取最佳走法,谁会赢?

  1. 不管先手摘下一片还是两片,这一圈花瓣都会断开,变成一排11片或10片花瓣。

  2. 后手从这一排的正中间摘:一排11片就摘一片,一排10片就摘两片。剩下两排一样多的花瓣,分别在相对的两侧。

  3. 从此以后,先手在一排里怎么摘,后手就在另一排里照着摘。只要先手还能摘,后手也一定能摘,所以最后一片花瓣是后手摘下的。

答案 后手赢。

易错点

MathTrail 会按答错时掉进的陷阱来讲解每一个错误答案。下面是本专题最常见的几种陷阱,并附上您可以对孩子说的话。

在家怎样帮忙

  1. 玩火柴游戏

    和孩子玩从15根火柴里每次拿1、2或3根的游戏,让孩子先拿。赢上几局,再问问孩子:为什么4的倍数总是反复出现?

  2. 模仿对方的走法

    在任何棋盘对称的游戏里,试着在对面一侧模仿对方的走法。问问孩子:模仿什么时候管用,什么时候会失灵?

  3. 交换先后手

    孩子找到必胜的计划以后,交换一下:这次让孩子后走。解释为什么从这里开始这个计划会输,是这个专题更深的那一半。

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