数学游戏与对策课件四年级奥数2020年
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巧做游戏与对策巧点晴——方法和技巧“余数制胜法”“对称制胜法”“例推法”等都是游戏与对策的常用思考方法。
巧指导——例题精讲我国古代有一个“田忌赛马”的故事:齐王经常要求和将军田忌赛马,规定各从自己的马中选上等马、中等马和下等马各一匹,进行三场比赛,每场各出一匹马,每胜一场可得一千金。
田忌的朋友孙膑给他出了一个主意,叫田忌用下等马对齐王的上等马,上等马对齐王的中等马,中等马对齐王的下等马。
结果,田忌先负一场然后连胜两场,反而赢了一千金。
这个故事是对策的一个典型例子。
它告诉我们:在竞争时,要认真分析研究,寻找并制定尽可能好的方案,利用它取得尽可能大的胜利,或在胜利无望时,也不至于输得太惨。
在20世纪形成了对策论这门新兴科学,专门研究这种思想。
A级冲刺名校·基础点晴【例1】有两堆火柴,一堆16根,一堆11根。
甲、乙两人轮流从中拿走1根或几根甚至一堆,但每次只能在某一堆中拿火柴,谁拿走最后一根算谁胜,问甲如何才能取胜?做一做1桌面上有2000根火柴,甲、乙两人轮流地取1根或2根火柴,谁取到最后一根火柴为胜,问甲获胜的策略是什么?【例2】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他就赢了。
请说明放第一枚硬币的甲百战百胜的策略。
做一做 2 两个小朋友各持有同样大小的圆纸片若干张,他们轮流把纸片放到一张长方桌面上(桌面比圆纸片大),纸片边缘不越出桌面而且互相不重叠。
轮到谁无法放圆纸片时,就算谁失败,问有什么办法可以取胜?【例3】一张3×10的长方形网格纸有30个小方格,甲、乙两人轮流在切纸机上沿方格线的直线剪一切。
甲将一分分为两份,先送一份给乙,由乙按同样要求再剪。
然后乙又选送一份给甲,甲再这样剪……如此重复。
谁送给对方的只有一个方格谁就获胜。
问甲要想获胜有何策略?做一做3 甲、乙两人在1×100(100个格子)的长条纸上,从左向右移动一枚棋子(这枚棋子在第一格上)。
第09讲游戏策略知识点、重点、难点对策论又称博弈论,我们学习的对策问题,主要是研究在两人的游戏过程中如何使自己取胜的策略问题.如果说“统筹规划”所研究的是“静的”对象的话,那么“对策问题”所研究的就是一个“动的”对手,因而在考虑问题时需要设想对手可能采取的各种方案,并使己方的策略能在对手所有可能采取的方案中都处于有利位置,我们将这种状态称为“必胜状态”.那么在给定的游戏规则下,是否存在必胜状态,以及为了达到必胜状态所采取的策略就成了问题的关键.需要强调的是,我们的目标不是“可能胜”,而是“必胜”!我们不能存在侥幸心里,不能寄希望于对方的失误,而是要在假定双方都足够聪明的前提下寻找必胜策略.例题精讲例1有12枚棋子,甲、乙两人轮流取,规定甲先取,每人每次至少取1枚,最多取3枚.如果谁取走最后一枚棋子谁赢,那么谁有必胜策略?如果谁取走最后一枚棋子谁输,那么谁有必胜策略?必胜策略是什么?练习1有15枚棋子,甲、乙两人轮流取,规定甲先取,每人每次至少取1枚,最多取2枚.如果谁取走最后一枚棋子谁赢,那么谁有必胜策略?如果谁取走最后一枚棋子谁输,那么谁有必胜策略?必胜策略是什么?例2现有2014根火柴,甲、乙两人轮流从中取出火柴,规定甲先取,每人每次至少从中取2根,最多取出4根,谁无法取出火柴谁就赢.请问:谁一定赢?策略是什么?练习2现有2009颗糖,甲、乙两人轮流从中取出糖,规定甲先取,每人每次至少从中取2颗,最多取出5颗,谁无法取出糖谁就赢.请问:谁一定赢?策略是什么?例3甲、乙两人玩一个游戏:有两堆小球,甲、乙两人轮流从中取球,每次只能从同一堆中取,个数不为零即可,规定取到最后一个球的人赢,甲先取球.如果开始时两堆分别有5个球和8个球,那么谁有必胜策略?请说明理由.练习3有两堆金币,一堆有2009枚,另一堆有2014枚.甲、乙两人轮流从中拿金币,每次只能从同一堆中拿,个数不为零即可.规定拿到最后一枚金币的人获胜,胜者可以获得所有金币.如果甲先拿,那么谁有必胜策略?请说明理由.例4如图,方格A中放有一枚棋子,甲先乙后轮流移动这枚棋子,只能向上、向右或向右上方走一步,最终将棋子走到方格B的人获胜.请问:谁一定能获胜?必胜策略是什么?BA例5有一块巧克力,它被直线划分成3行7列的21个小方块,如图所示.现在让你和对手进行一种两人轮流切巧克力的游戏,规则如下:(1)每人每次只许沿一条直线把巧克力切成两块;(2)拿走其中一块,把另一块留给对手再切;(3)不断重复前两步,最后谁能恰好留给对手一个小方块,谁获胜.如果你首先切巧克力,那么你第一次应该切走多少个小方块,才能保证自己最后获胜?精选习题1.10枚正面朝下的硬币排成一排放在桌子上,两个小朋友玩翻硬币游戏,规定:每人每次只能翻动1枚或2枚硬币使之正面朝上,翻过的硬币不能再翻.两人轮流翻硬币,翻动最后一枚硬币的人获胜.请问:谁有必胜策略?必胜策略是什么?2.现有200个石子,甲、乙两人轮流从中取出石子,每次最少取2个,最多取4个,谁无法取出石子谁就赢.如果甲先取,那么谁有必胜策略?必胜策略是什么?。
第27讲巧做游戏与对策巧点晴——方法和技巧“余数制胜法”“对称制胜法”“例推法”等都是游戏与对策的常用思考方法。
巧指导——例题精讲我国古代有一个“田忌赛马”的故事:齐王经常要求和将军田忌赛马,规定各从自己的马中选上等马、中等马和下等马各一匹,进行三场比赛,每场各出一匹马,每胜一场可得一千金。
田忌的朋友孙膑给他出了一个主意,叫田忌用下等马对齐王的上等马,上等马对齐王的中等马,中等马对齐王的下等马。
结果,田忌先负一场然后连胜两场,反而赢了一千金。
这个故事是对策的一个典型例子。
它告诉我们:在竞争时,要认真分析研究,寻找并制定尽可能好的方案,利用它取得尽可能大的胜利,或在胜利无望时,也不至于输得太惨。
在20世纪形成了对策论这门新兴科学,专门研究这种思想。
A级冲刺名校·基础点晴【例1】有两堆火柴,一堆16根,一堆11根。
甲、乙两人轮流从中拿走1根或几根甚至一堆,但每次只能在某一堆中拿火柴,谁拿走最后一根算谁胜,问甲如何才能取胜?分析与解这是另一类对策游戏。
我们先考虑特殊情况:当两堆的火柴根数相同时,后取者只要根据先取者的取法,在另一堆中取相同的根数,就能保证取到最后一根。
对一般情况可设法将它化为特殊情况。
甲从16根的那堆中先取出(16-11=)5根,使两堆火柴根数相同,然后每次根据对手取的根数在另一堆中取相同的根数,使两堆火柴数保持相等,直至取到最后一次火柴而获胜。
小结当乙先取时,如果他不知道获胜的策略,那么甲可以利用乙的错误取胜。
做一做1 桌面上有2000根火柴,甲、乙两人轮流地取1根或2根火柴,谁取到最后一根火柴为胜,问甲获胜的策略是什么?【例2】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他就赢了。
请说明放第一枚硬币的甲百战百胜的策略。
分析与解采用“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。
第三讲 游戏与对策一、基本前提游戏双方足够聪明,目的都是获胜。
二、方法:倒推三、游戏类型(一)拿火柴棍/抢数如:桌子上放着10根火柴,二人轮流每次取走1—2根,规定谁取走最后一根火柴谁获胜。
你知道必胜的方法吗?分析:如果从开始分析,“局面”太大,有太多种取法要讨论。
所以我们尝试从结果倒推。
如上图,要必胜,也就是要让自己拿到10号火柴,那就应给对方留下8,9,10三根火柴供他取,这样对方不管取一根还是两根,自己都能拿到最后的10号火柴。
照这样分析,自己应该拿到7号火柴(这样就是给对方留下了8,9,10号三根)就必胜。
同理分析,要想取7号,就应该取4号,要想取4号,就应该取1号。
那么,本题的制胜点就是1,4,7,10号火柴,对于足够聪明的人来说,拿到第一个制胜点1号火柴,一定能拿到其余的制胜点。
所以本题要必胜,就要抢先取1根,然后对方取a 根,自己就取3-a 根,这样保证自己能取到每一个制胜点,最终取到10号火柴。
总结一下,同学们应该能看出,这里面有周期现象(只是周期是从后往前排布的),周期是几呢?是可取的最大限度2再加1等于3,制胜点是哪些呢?是每个周期的最后一根。
掌握此规律,就不难总结出这类题的解题方法了:解题方法:(1)找周期:周期等于可拿最大限度+1(2)总数÷周期1 桌子上放着60根火柴,聪明昊、神奇涛二人轮流每次取走1—3根,规定谁取走最后一根火柴谁获胜。
你知道必胜的方法吗?解析: 周期为 3+1=4(根)60÷4=15(组) (整除,应该抢后)制胜点:4,8,12 (60)做法:1、让对方先取2、对方取a 根,自己就取4-a 根2 有一种抢数游戏,是两个人从自然数1开始轮流报数,规定每次至少报几个数与至多报几个数(都是自然数),最后谁报到规定的“某个数字”为胜。
如“抢50”,规定每次必须报1或2个1 2 3 4 5 6 7 8 9 10有余数:抢先拿余数整除(余数为0):抢后自然数,从1开始,谁抢报到50为胜。
遊戲與策略教學目標1.通過實際操作尋找題目中蘊含的數學規律2.在操作過程中,體會數學規律的並且設計最優的策略和方案3.熟練掌握通過簡單操作、染色、數論等綜合知識解決策略問題知識點撥實際操作與策略問題這類題目能夠很好的提高學生思考問題的能力,激發學生探索數學規律的興趣,並通過尋找最佳策略過程,培養學生的創造性思維能力,這也是各類考試命題者青睞的這類題目的原因。
例題精講模組一、探索與操作【例 1】將1—13這13個自然數分別寫在13張卡片上,再將這13張卡片按一定的順序從左至右排好.然後進行如下操作:將從左數第一張和第二張依次放到最後,將第三張取出而這張卡片上的數是1;再將下麵的兩張依次放到最後並取出下一張,取出的卡片上面的數是2;繼續將下麵的兩張依次放到最後並取出下一張,取出的卡片上面的數是3……如此進行下去,直到取出最後一張是13為止.則13張卡片最初從左到右的順序為.【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【關鍵字】北京奧校杯【解析】 這13張卡片依次是原來的第3,第6,第9,第12,第2,第7,第11,第4,第10,第5,第1,第8,第13張,所以原來的順序為11,5,1,8,10,2,6,12,3,9,7,4,13【答案】11,5,1,8,10,2,6,12,3,9,7,4,13【例 2】 在紙上寫著一列自然數1,2,…,98,99.一次操作是指將這列數中最前面的三個數劃去,然後把這三個數的和寫在數列的最後面.例如第一次操作後得到4,5,…,98,99,6;而第二次操作後得到7,8,…,98,99,6,15.這樣不斷進行下去,最後將只剩下一個數,則最後剩下的數是 .【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【關鍵字】迎春杯【解析】 第一輪:分33次劃1~9,後面寫上6,15,24,…,294共33個數.第二輪:分11次劃去這33個數,後面寫上45,126,207,…,855,共11個數.之後的操作一次減少2個數,故還需操作5次.設這11個數為:1a ,2a ,…,11a .則接下去的數是:123()a a a ++,456()a a a ++,789()a a a ++,1011123()a a a a a ++++,4567891011123()a a a a a a a a a a a ++++++++++.因此最後一數為:1231112994950a a a a ++++=+++=.【答案】4950【巩固】 在1,9,8,9後面寫一串這樣的數字:先計算原來這4個數的後兩個之和8+9=17,取個位數字7寫在1,9,8,9的後面成為1,9,8,9,7;再計算這5個數的後兩個之和9+7=16;取個位數字6寫在1,9,8,9,7的後面成為1,9,8,9,7,6;再計算這6個數的後兩個之和7+6=13,取個位數字3寫在1,9,8,9,7,6的後面成為1,9,8,9,7,6,3. 繼續這樣求和,這樣添寫,成為數串1,9,8,9,7,6,3,9,2,1,3,4…那麼這個數串的前398個數字的和是________.【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【關鍵字】迎春杯,決賽【解析】 前16個數字是1,9,8,9,7,6,3,9,2,1,3,4,7,1,8,9可見除去前2個數字1、9後,每12個數字一組重複出現.因此前398個數字的和是1+9+(8+9+7+6+3+9+2+1+3+4+7+1)⨯398212-=10+60⨯33=1990【答案】1990【例 3】圓周上放有N枚棋子,如圖所示,B點的那枚棋子緊鄰A點的棋子.小洪首先拿走B點處的1枚棋子,然後沿順時針方向每隔1枚拿走2枚棋子,這樣連續轉了10周,9次越過A.當將要第10次越過A處棋子取走其他棋子時,小洪發現圓周上餘下20多枚棋子.若N是14的倍數,請精確算出圓周上現在還有多少枚棋子?【考點】遊戲與策略【難度】3星【題型】解答【解析】設圓周上餘a枚棋子,從第9次越過A處拿走2枚棋子到第10次將要越過A處棋子時,小洪拿了2a枚棋子,所以在第9次將要越過A處棋子時,圓周上有3a枚棋子.依次類推,在第8次將要越過A處棋子時,圓周上有23a枚棋子,…,在第1次將要越過A處棋子時,圓周上有93a枚棋子,在第1次將要越過A處棋子之間,小洪拿走了()92311a-+枚棋子,所以99102(31)1331N a a a=-++=-.1031590491N a a=-=-是14的倍數,N是2和7的公倍數,所以a必須是奇數;又()78435417843541N a a a=⨯+-=⨯+-,所以41a-必須是7的倍數.當21a=,25,27,29時,41a-不是7的倍數,當23a=時,4191a-=是7的倍數.所以,圓周上還有23枚棋子.【答案】23【例 4】有足夠多的盒子依次編號0,1,2,…,只有0號是黑盒,其餘的都是白盒.開始時把10個球放入白盒中,允許進行這樣的操作:如果k號白盒中恰有k個球,可將這k個球取出,並給0號、1號、…,(1)k-號盒中各放1個.如果經過有限次這樣的操作後,最終把10個球全放入黑盒中,那麼4號盒中原有 個球.【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【關鍵字】兩岸四地,華杯賽【解析】 使用倒推法.最終各盒中依次有球(10,0,0,0,…),前一次必然分的是1號盒中的球,否則1號盒中最終至少有1個球.所以,倒數第一次分前盒中依次有球(9,1,0,0,…).依次倒推,為:(10,0,0,0,…)←(9,1,0,0,…)←(8,0,2,0,0,…)←(7,1,2,0,0,…)←(6,0,1,3,0,…)←(5,1,1,3,0,…)←(4,0,0,2,4,…)←(3,1,0,2,4,…)←(2,0,2,2,4,…)←(1,1,2,2,4,…)←(0,0,1,1,3,5…),0號盒中此時為0個球,不能再倒推.所以,4號盒中原有3個球.【答案】3【例 5】 一個數列有如下規則:當數n 是奇數時,下一個數是1n +;當數n 是偶數時,下一個數是2n .如果這列數的第一個數是奇數,第四個數是11,則這列數的第一個數是 .【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【解析】 本題可以進行倒推.11的前一個數只能是偶數22,22的前一個數可以是偶數44或奇數21,44的前一個是可以是偶數88或奇數43,而21的前一個只能是偶數42.由於這列數的第一個是奇數,所以只有43滿足.故這列數的第一個數是43.也可以順著進行分析.假設第一個數是a ,由於a 是奇數,所以第二個數是1a +,是個偶數,那麼第三個數是12a +,第四個數是11,11只能由偶數22得來,所以1222a +=,得到43a =,即這列數的第一個數是43. 【答案】43【巩固】 在資訊時代資訊安全十分重要,往往需要對資訊進行加密,若按照“乘3加1取個位”的方式逐位加密,明碼“16”加密之後的密碼為“49”,若某個四位明碼按照上述加密方式,經過兩次加密得到的密碼是“2445”,則明碼是 .【考點】遊戲與策略 【難度】3星 【題型】填空【關鍵字】走美杯,初賽,六年級【解析】0~9這10個數字乘以3所得的數的個位數字互不相同是本題可以進行判斷的基礎.採用倒推法,可以得到經過一次加密之後的密碼是“7118”,再進行倒推,可以得到原來的明碼是2009.【答案】2009【例 6】設有25個標號籌碼,其中每個籌碼都標有從1到49中的一個不同的奇數,兩個人輪流選取籌碼.當一個人選取了標號為x的籌碼時,另一個人必須選取標號為99x-的最大奇因數的籌碼.如果第一個被選取的籌碼的編號為5,那麼當遊戲結束時還剩個籌碼.【考點】遊戲與策略【難度】3星【題型】解答【關鍵字】武漢,明星奧數挑戰賽【解析】解若x99x-5 4747 1313 4343 77 2323 1919 5當一個人拿到19時,下一個人就要拿5了,故遊戲結束,拿了7個.剩25718-=(個).【答案】18【例 7】一個盒子裏有400枚棋子,其中黑色和白色的棋子各200枚,我們對這些棋子做如下操作:每次拿出2枚棋子,如果顏色相同,就補1枚黑色棋子回去;如果顏色不同,就補1枚白色的棋子回去.這樣的操作,實際上就是每次都少了1枚棋子,那麼,經過399次操作後,最後剩下的棋子是顏色(填黑或者白)【考點】遊戲與策略【難度】3星【題型】填空【關鍵字】北大附中,資優博雅杯【解析】由於起初白子200枚是偶數,若同色,補黑子1枚,白子仍為偶數;若異色,補白子1枚,白子仍為偶數.因此最後1枚不可能是白子,故應是黑子.【答案】黑【巩固】30粒珠子依8粒紅色、2粒黑色、8粒紅色、2粒黑色、的次序串成一圈.一只蚱蜢從第2粒黑珠子起跳,每次跳過6粒珠子落在下一粒珠子上.這只蚱蜢至少要跳幾次才能再次落在黑珠子上.【考點】遊戲與策略【難度】3星【題型】解答【關鍵字】走美杯,試題【解析】這些珠子按8粒紅色、2粒黑色、8粒紅色、2粒黑色、的次序串成一圈,那麼每10粒珠子一個週期,我們可以推斷出這30粒珠子數到第9和10、19和20、29和30、39和40、49和50粒的時候,會是黑珠子.剛才是從第10粒珠子開始跳,中間隔6粒,跳到第17粒,接下來是第24粒、31粒、38粒、45粒、52粒、59粒,一直跳到59粒的時候會是黑珠子,所以至少要跳7次.【答案】7次【巩固】在黑板上寫上1、2、3、4、……、2008,按下列規定進行“操怍”:每次擦去其中的任意兩個數a和b,然後寫上它們的差(大數減小數),直到黑板上剩下一個數為止.問黑板上剩下的數是奇數還是偶數?為什麼?【考點】遊戲與策略【難度】3星【題型】解答【解析】根據等差數列求和公式,可知開始時黑板上所有數的和為123200820091004++++=⨯是一個偶數,而每一次“操作”,將a、b兩個數變成了()-,它們的和減少了2b,即減少了一個偶數.那麼從整體上看,a b總和減少了一個偶數,其奇偶性不變,還是一個偶數.所以每次操作後黑板上剩下的數的和都是偶數,那麼最後黑板上剩下一個數時,這個數是個偶數.【答案】偶數【例 8】桌上有一堆石子共1001粒。