新年一定要赢数字游戏
(1)反推抢30在国内是双人游戏,对抗性强,娱乐性强。抢30游戏通常有两种玩法。(1)从1开始,两人轮流报,每人一次可报一个号或两个连号。谁先到30名,谁就赢了。(2)两人从1开始轮流报,每人每次可报一个号或两个连号,两人报的所有号同时累加。谁先使累计数达到30,谁就是赢家。解决大多数问题的一般策略是使用逆向演绎。以(1)为例,要得到30,就必须得到27;要得到27,你必须得到24。这样,我们可以得到一系列的关键数字30,27,24,21,18,...九、六和三。根据上面的分析,抢30的游戏本身并不是一个公平的游戏,最初的数字和顺序已经决定了最后的结果,因为只有后报的人才能抢到3的倍数,后报的人有必胜的策略。(2)关键因素所有这些关键数字都是3的倍数。3是两个记者一年内可以引用的最大数量和最小数量之和。在类似的游戏中,我们把玩家可以使用的最大数和最小数之和称为关键因子K,关键数是K的倍数,在抢30的游戏中,关键因子K等于3。再比如,在抢100的游戏中,如果每个人能报出1到9个连续的自然数,谁先报出100,谁就是赢家。这里的关键因素K是最大可报告数9和最小可报告数1之和,即k=10。报数取胜的策略是:(1)让对方先报数;(2)每次举报次数是关键因素减去对方举报次数。这样,你每次报的数字就是关键数字。如果对方一定要先汇报,那你只能指望对方不懂策略或者出错了。(三)不平衡因子在上述抢30或抢100的游戏中,最后一个数字30是关键因子3的整数倍,最后一个数字100是关键因子10的整数倍。我们可以称这个博弈为均衡博弈,即最后的数字除以关键因子,余数为0。如果最后的数除以关键因子还有余数,这个博弈就可以称为非均衡博弈,剩下的就是非均衡因子。不平衡的抢号游戏也是不公平的游戏,先报者有胜策。第一个记者的获胜策略是消除不平衡因素,使之成为均衡博弈。第一个记者将成为平衡游戏的最后一个记者。比如抢30的游戏,两个人从1开始轮流报号,每人一次可以报1到三个连号。谁先到30名,谁就赢了。这里,关键因子是4,不平衡因子是2。再比如,在抢100的游戏中,如果每个人都能报出1到10的连续自然数,谁先报出100,谁就是赢家。这里,关键因子是11,不平衡因子是1。在不平衡博弈中,如果第一个记者不知道博弈策略,最后一个知道这个策略的记者需要不断计算不平衡因子,才能最终获胜。(4)例子多游戏中最后几个数字比较小,通过逆向推演更容易得到策略。当我们把数字做大了,就变成了小学奥赛题。如果我们在上面的讨论中掌握了关键因素和不平衡因素的计算,奥数题就迎刃而解了。这里有两个奥林匹克数学的例子。(1)2008个空格排成一行,第一个盒子里放一个棋子。两个人玩游戏,轮流移动这一块。每个人一次可以前进1到5格。谁先将棋子移动到最后一格,谁就是赢家。问什么策略能保证胜利。(2)桌子上有一堆火柴,共有5000根。两个人轮流从中拿火柴。每人拿的火柴数是1比8,谁拿最后一根谁输。问什么策略能保证胜利。(5)进一步扩展到NIM游戏抢30的游戏是NIM游戏(也叫筹码游戏)在国内的特例。NIM game的一个经典表述是:有n堆火柴,每堆有好几个。两个人轮流取出火柴,每次取出的火柴数量不限,但至少取1,一次只能从1的那堆中取出火柴。谁最后赢得比赛,谁就是胜利者。请教如何确保胜利?美国数学家C.L.Bouton用二进制和平衡态的概念分析了获胜的策略。结论是:如果一开始把匹配总数转换成二进制,每个数位上的数字之和是偶数,就处于均衡状态,最后一个就赢了。最简单的均衡状态是(1,1),即两堆火柴,各有1。如果比赛开始时状态不平衡,谁先赢谁就赢。策略是拿了之后让比赛数量保持平衡状态。最简单的不平衡状态是(1),也就是1匹配。比如两堆匹配的个数是两个,二进制数是(10,10),每个数之和是20。这是一个平衡的状态,最后一个会赢。第三堆的匹配数分别是1,2和1。二进制记数法是(1,10,1),数之和是12,不是平衡态。第一个接应者去掉两个匹配的中间堆,变成平衡状态(1,1),所以第一个接应者获胜。
简单来说,你只要每次都报数,然后每次都抓住3的倍数,那你就赢了。