奥数-游戏与策略

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资源描述

1.有一筐苹果53个,甲乙两人轮流从中拿走1个或2个苹果,规定谁拿走最后1个苹果,谁获胜。如果甲先拿,那么他有没有必胜的策略。【分析与解】这与抢报30所采取的策略类似。甲要取胜,甲必须先拿到第53个苹果才行。依此向前倒推,甲要先拿第50个、第47个、第44个,……,第5个,第2个。2.有一个3×3的棋盘格以及9张大小为一个方格的卡片,9张卡片上分别写有1、3、4、5、6、7、8、9、10九个数。甲、乙两人做游戏,轮流取一张卡片放到九格中的一格,由甲方计算上、下两行六个数的和;乙方计算左、右两列六个数字的和,和数大的一方为胜,试问:先取的一方(甲方)一定能胜吗?【分析与解】由于四个角上的数都是两人共有的,因而和数的大小只与放在A、B、C、D这四格中的数有关。甲方要获胜,必须采取:(1)尽可能地将大数字填入A格或C格;(2)尽可能地将小的数字填入B格或D格。由于1+10<3+9,甲应先将1放进B格。接下来,如果乙把10放进D格,甲再把9放进A格。这时不论乙怎么放,C格中一定放有大于或等于3的数,因而甲方一定获胜;如果乙把3放进A格,甲方只需将9放进C格,甲方也一定获胜。3.有九张卡片,分别写着1、2、3、4、5、6、7、8、9。甲、乙两人轮流取1张,谁手上的三张卡片数字加起来等于15,谁就取胜。问保证不败的对策是什么?【分析与解】从1、2、……8、9中选三个数,使得和为15,有如下八组:①1、5、9;②2、4、9;③2、5、8;④2、6、7;⑤3、4、8;⑥3、5、7;⑦4、5、6;⑧1、6、8。每个人要保证不败,就应使对方不能获胜,选数的原则应该是:(1)使自己所占的可能性尽量多;(2)尽量破坏对方取胜的可能性。从上面八组数中看出:数字“5”在8组数中出现的次数最多(共4次),所以谁先选5,谁就比较占优势。不妨假设甲先取5。对于乙来说,他只剩下2、4、9;2、6、7;3、4、8;1、6、8这四种可能,为了使自己组成15的可能性尽可能大,乙应取2(或4、6、8)。接着又轮到甲取了,一方面,他既要破坏乙的可能性,又要使自己尽快达到15,所以应取4或6。如果甲取4,甲已取两数之和是5+4=9。这时,甲只要再取6就获胜了。为了破坏甲取胜,乙就应接着取6,这样,乙已取两数之和就是2+6=8,乙只要再取7就会获胜。所以,第三次甲应该取7,就彻底破坏了乙取胜的可能,上面的过程就是甲保持不败的对策,其它情况类推。4.两人轮流报数,规定每次报数都是不超过8的自然数,把两人报的数累加起来,谁先得到88,谁就获胜,问先报数者有无必胜的策略?【答案】先报者有必胜策略。5.在黑板上写下数2,3,4,…,1994,甲先擦去其中一个数,然后,乙再擦出一个数,如此轮流下去。若最后剩下两个互质数时,甲胜,若最后剩下两个数不互质时,乙胜,试说明,甲先擦数,存在必胜的策略。【答案】甲先擦去2,将剩下1992个自然数配对:(3,4),(5,6),…,(1993,1994),乙取某组中的一个,甲接着取其中的另一个。最后剩余一组,必互质,甲胜。6.甲、乙二人轮流报数,必须报不大于6的自然数,把两人报出的数依次加起来,谁报数后加起来的数是2000,谁就获胜.如果甲要取胜,是先报还是后报?报几?以后怎样报?【分析】采用倒推法(倒推法是解决这类问题一种常用的数学方法).由于每次报的数是1~6的自然数,2000-1=1999,2000-6=1994,甲要获胜,必须使乙最后一次报数加起来的和的范围是1994~1999,由于1994-1=1993(或1999-6=1993),因此,甲倒数第二次报数后加起来的和必须是1993.同样,由于1993-1=1992,1993-6=1987,所以要使乙倒数第二次报数后加起来的和的范围是1987~1992,甲倒数第三次报数后加起来的和必须是1986.同样,由于1986-1=1985,1986-6=1980,所以要使乙倒数第三次报数后加起来的和的范围是1980~1985,甲倒数第四次报数后加起来的和必须是1979,….把甲报完数后加起来必须得到的和从后往前进行排列:2000、1993、1986、1979、….观察这一数列,发现这是一等差数列,且公差d=7,这些数被7除都余5.因此这一数列的最后三项为:19、12、5.所以甲要获胜,必须先报,报5.因为12-5=7,所以以后乙报几,甲就报7减几,例如乙报3,甲就接着报4(=7-3).解:①甲要获胜必须先报,甲先报5;②以后,乙报几甲就接着报7减几.这样甲就能一定获胜.7.有1994个球,甲乙两人用这些球进行取球比赛.比赛的规则是:甲乙轮流取球,每人每次取1个,2个或3个,取最后一个球的人为失败者.①甲先取,甲为了取胜,他应采取怎样的策略?②乙先拿了3个球,甲为了必胜,应当采取怎样的策略?【分析】为了叙述方便,把这1994个球编上号,分别为1~1994号.取球时先取序号小的球,后取序号大的球.还是采用倒推法.甲为了取胜,必须把1994号球留给对方,因此甲在最后一次取球时,必须使他自己取到球中序号最大的一个是1993(也许他取的球不止一个).为了保证能做到这一点,就必须使乙最后第二次所取的球的序号为1990(=1993-3)~1992(=1993-1).因此,甲在最后第二次取球时,必须使他自己所取的球中序号最大的一个是1989.为了保证能做到这一点,就必须使乙最后第三次所取球的序号为1986(=1989-3)~1988(=1989-1).因此,甲在最后第三次取球时,必须使他自己取球中序号最大的一个是1985,….把甲每次所取的球中的最大序号倒着排列起来:1993、1989、1985、….观察这一数列,发现这是一等差数列,公差d=4,且这些数被4除都余1.因此甲第一次取球时应取1号球.然后乙取a个球,因为a+(4-a)=4,所以为了确保甲从一个被4除余1的数到达下一个被4除余1的数,甲就应取4-a个球.这样就能保证甲必胜.由上面的分析知,甲为了获胜,必须取到那些序号为被4除余1的球.现在乙先拿了3个,甲就应拿5-3=2个球,以后乙取a个球,甲就取4-a个球.解:①甲为了获胜,甲应先取1个球,以后乙取a个球,甲就取4-a个球.②乙先拿了3个球,甲为了必胜,甲应拿2个球,以后乙取a个球,甲就取4-a个球.8.甲、乙两人轮流往一张圆桌面上放同样大小的硬币,规定每人每次只能放一枚,硬币平放且不能有重叠部分,放好的硬币不再移动.谁放了最后一枚,使得对方再也找不到地方放下一枚硬币的时候就赢了.说明放第一枚硬币的甲百战百胜的策略.【分析】采用“对称”思想.设想圆桌面只有一枚硬币那么大,当然甲一定获胜.对于一般的较大的圆桌面,由于圆是中心对称的,甲可以先把硬币放在桌面中心,然后,乙在某个位置放一枚硬币,甲就在与之中心对称的位置放一枚硬币.按此方法,只要乙能找到位置放一枚硬币,根据圆的中心对称性,甲定能找到与这一位置中心对称的地方放上一枚硬币.由于圆桌面的面积是有限的,最后,乙找不到放硬币的地方,于是甲获胜.解:(略).9.把一棋子放在如右图左下角格内,双方轮流移动棋子(只能向右、向上或向右上移),一次可向一个方向移动任意多格.谁把棋子走进顶格,夺取红旗,谁就获胜.问应如何取胜?【分析】采用倒推法.由于只能向右、向上或向右上移,要把棋子走进顶格,应让对方最后一次把棋子走到最右边一列的格中,为了保证能做到这一点,倒数第二次应让棋子走进右图中的A格中.(对方从A格出发,只能向右或向上移至最后一列的格中)所以要获胜,应先占据A格.同理可知,每次都占据A~E这五个格中的某一格的人一定获胜.解:为保证取胜,应先走.首先把棋子走进E格,然后,不管对方走至哪一格,(肯定不会走进A~D格),先走者可以选择适当的方法一步走进A~D格中的某一格.如此继续,直至对方把棋子走进最后一列的某个格中,此时先走者一步即可走进顶格,夺取红旗,从而获胜.10.白纸上画了m×n的方格棋盘(m,n是自然数),甲、乙两人玩画格游戏,他们每人拿一枝笔,先画者任选一格,用笔在该格中心处画上一个点,后画者在与这个格相邻(有一条公共边的两个格叫相邻的格)的一个格的中心处也画上一个点,先画者再在与这个新画了点的格相邻的格的中心画上一个点,后画者接着在相邻的格中再任选一格画上一个点,…,如此反复画下去,谁无法画时谁失败.问:先画者还是后画者有必胜策略?他的必胜策略是什么?(注:已画过点的格子不准再画.)【分析】m,n是自然数,不定,不妨选几个小棋盘来试试,以便从中找出规律.1×1棋盘,先画者胜.1×2棋盘,后画者胜.2×2棋盘,后画者胜.2×3棋盘,后画者胜.后画者的策略如下:2×3棋盘,总可以事先分割成3个1×2的小棋盘.后画者采用“跟踪”的方法:先画者在某个1×2的小盘中某个格内画了点,后画者就在同一个1×2小盘中的另一格画点;先画者只得去寻找另外的1×2的小盘,后画者“跟踪”过去;直至先画者找不到新的1×2小盘,这时,先画者就失败.由2×3棋盘的分析过程知:m,n中至少有一个为偶数时,m×n棋盘总可以事先分成一些1×2或2×1的小棋盘,利用上面所说的“跟踪”法,后画者有必胜策略.若m,n都是奇数,先画者事先把m×n棋盘划分成一些1×2小棋盘后,还剩一个小格.这时,先画者可以先在这个剩下的小格中画点,之后,先画者用“跟踪”法,就归结为m、n至少有一个为偶数的情形,先画者有必胜策略.综上所述,当m、n中至少有一个为偶数时,后画者有必胜策略;当m、n都为奇数时,先画者有必胜策略.解:(略).

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