在这个特殊的时期,生活被按下了“暂停键”,一切回到了从前慢的节奏。然而,我们正以一种新的方式积极应对,在收获健康的同时积蓄重启的力量。读一本绘本,品一部电影,做一次实验,玩一个游戏……我们的数学学习这样打开——
硬币除了可以买东西,也可以解决争端,比如,足球场上决定开球方,常常用抛硬币的方法。除此以外,硬币作为垂手可得的小道具,也能玩出各种花样的小游戏。
来,叫上你的爸爸妈妈或者小伙伴,拿上一把硬币,一起来探索简单游戏中的朴素乐趣吧!
? 会变魔术的硬币(一)
(难度等级:★)
材料:10枚硬币。
规则:10枚硬币摆成十字形(如下图),只移动1枚硬币,使横竖都是6枚,可能吗?
上看下看、左看右看,是不是一直在拿这枚补那枚,却怎么也无法使每行都有6枚?其实我们可以超越“平面”思考问题。点开视频为你揭秘——
揭秘:
(设计:朱莹)
? 会变魔术的硬币(二)
(难度等级:★★)
材料:10枚硬币。
规则:10枚硬币摆成金字塔(如下图),只移动3枚硬币,让金字塔倒过来,你做得到吗?
让我们倒计时60秒,开始!
让我们为你揭秘——
揭秘:
(1)将金字塔底部两端的硬币,分别移至金字塔上方第二层的两端。
(2)再将金字塔顶部的一枚硬币移到最底部中间位置,那么这个硬币金字塔就倒过来了。
(设计:朱莹)
? 圆桌取硬币
(难度等级:★★★)
材料:一些硬币(大小完全相同),一张圆桌(也可以用一张圆凳或圆形纸片代替)。
规则:两个人轮流往一张圆桌上放硬币,每一枚硬币必须平放在桌上,而且不准重叠,不能有一部分悬在桌子外面。谁在桌上放下最后一枚硬币,谁就是游戏的获胜者。如果由你来选,你是选择先放还是后放呢?有没有获胜的策略?
揭秘:是不是无从下手?让我们把问题退回到最简单的情况:假设这张桌子小得只能容纳一枚硬币,那么显然先放者必胜。这种特殊情况给我们一个启示:先摆的人要把第一枚硬币放在桌子的中心。然后想象这张桌子慢慢大起来,设想桌子先扩大到只能围绕圆桌中心放下两圈硬币的情况。先放者在圆桌中心放下第一枚硬币,后放者只能在沿这个硬币的外围(即第二圈)放下第二枚硬币,由于圆桌面是中心对称图形,只要对方能放下一枚硬币,你就一定能在其对称的位置放下一枚硬币,所以最后放硬币的一定是先放者。
简而言之,就是使用对称原理。先手在圆桌中心放一枚硬币,接下来后手每放一枚硬币,你就找到与之对称的位置,即可获胜。
(设计:朱莹)
? 巧取硬币
(难度等级:★★★★)
材料:12枚硬币(金额、大小不限)
规则:将12枚硬币整齐的摆放在桌面上,两个人依次轮流取硬币,每人每次最少取1枚,最多取2枚,谁拿到最后1枚硬币则获胜。采取什么样的策略才能获胜呢?
揭秘:是不是有时你获胜,有时对方获胜?到底有没有必胜的妙招呢?我们不妨把这个游戏转化成数学问题来思考。首先将这些硬币编上号:
1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12
让我们倒过来推想:想要拿到第12枚,必须拿到第9枚;要拿到第9枚,必须拿到第6枚……以此类推,依次拿到第12、9、6、3枚,而这些号码都是(1+2=)3的倍数。
如果对手先取,他取1枚,你就取2枚;他取2枚,你就取1枚,这样无论他怎么取,你都可以抢到3号。换句话说,无论对方取几枚,你取的枚数与对方合起来是3枚,就行了。用这样的方法就能顺利取到第6、9、12这几枚硬币了。如果是你先取,而对手不知道其中的奥秘,那么你就可以在对方不知情的情况下抢到3号、6号或9号,从而扭转战局。
学会了吗?利用这个策略再比一次,看看这次谁能赢。
如果硬币的枚数增加到13枚、14枚甚至更多枚,规则不变,还能利用刚才的策略取胜吗?你也可以把硬币编号,用倒过来想的方法研究一下取胜策略。
拓展:
每次最少取1枚,最多取n枚,把硬币的总枚数除以(n+1),
第一种情形:没有余数,后取者有必胜策略:
无论对方取几枚,后取者取的枚数与对方合起来是(n+1)即可获胜;
第二种情形:有余数,先取者有必胜策略:
先取走余数个,这样就将问题转化成第一种情形,用前面的方法即可获胜。
(设计:沈丹颖)
? 有趣的尼姆游戏
(难度等级:★★★★★)
尼姆游戏是一种两个人玩的回合制数学战略游戏,今天我们先来玩一个比较流行的简化版尼姆游戏。
材料:硬币12枚
规则:
(1)将12枚硬币分成三行摆好,第一行3枚,第二行4枚,第三行5枚。
(2)两人轮流取硬币,每次取硬币只能从同一行中取出,枚数不限,但至少要取一枚。
(3)取走最后一枚硬币者获胜。
思考:怎样取硬币才能获胜呢?不妨从最简单的两行硬币想起:
两行硬币,取胜的关键就是留下两行枚数相同的局面给对方,再运用学样策略取胜。
如果有三行硬币,只要在游戏的过程中精心布局,制造出两行且数量相等的局面,这样就可以把问题转化成两行硬币的情形来解决了。赶紧运用策略和你的对手再PK几局吧。
如果你能够轻松获胜,可以继续挑战,把12枚硬币摆成任意的3行,试一试吧!
拓展:在所有二人数学游戏中,最古老最有魅力的就是这个尼姆游戏了,据说它发源于中国。1901年,哈佛大学的数学教授将其命名为Nim,上面介绍的是简化版的尼姆游戏。为了提高难度,可以增加行数,每行摆任意枚硬币,也可以修改某些规则,这样衍生出了许多其他玩法。想不想学习更多有关尼姆游戏的致胜策略?一起跟着下面的视频玩一玩吧。
(设计:姜申群)
怎么样,这些硬币游戏有没有让你脑洞大开?让我们伴着一个个游戏,开启数学思维,增长智慧吧。欢迎在评论区留言,和大家分享你游戏成功的秘诀!
撰文:姜申群
图片视频:网络和自拍
编辑:戴徐
审核:朱莹
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