十五诀窍
a.当一个农村集市开张时,除了耕牛,所有的人都很兴奋。
b.今年,开办了一个叫“十五”的新游戏。
c.卡内先生:村民们请留步,游戏的规则非常简单。我们只是把硬币放在这些1至9的数字上,谁先放都无所谓。
d.卡内先生:你放镍币,我放银币。谁先放了三个相加等于15的不同数字,谁就可得到案子上所有的钱。
e.让我们看一个典型的玩法。这位妇人先把一枚镍币放在7上。由于7已被放上,其他人就不能再放了。对其它数字也是如此。
f.设盘者把一枚银币放在8上。
g.妇人下一次将把镍币放在2上,这样再放一次6,三个数字相加为15,就可以赢了。
h.但设盘者把一枚银币放在6上,破坏了她的打算。下一次他放在1上就可以赢了。
i.妇人看出了这一威胁,先把一枚镍币放在1上破坏设盘者的赢势。
j.设盘者将下一枚银币放在4上时暗自得意。妇人看到他下一次放在5上就会赢,还得再破坏他。
k.于是地把镍币放在5上。
l.但设盘者放在3上也赢了。因为8+4+3=15。可怜的妇人输掉了4个硬币。
m.镇长先生觉得这个游戏很有意思。经过长时间的观察,他断定设盘者利用了一种秘密系统,使他不可能输,除非他想输。
n.镇长彻夜未眠想找出这一秘密系统。
o.突然他跳下床来;
镇长:啊哈,我知道他有个系统,我知道他是怎么做的了。顾客要赢确实是不可能的。
p.镇长有了什么顿悟?也许你也会发现如何与你的朋友玩此游戏而永处不败之地。
划井游戏
解决此游戏的诀窍在于认识到这在数学上等同于划井游戏。令人惊讶的是,这一等式是基于10—shu,即最先在古中国发现的3—3数字魔方。
为欣赏这一魔方的奇妙.让我们列出三个不同数字(除0外)相加等于l5的表,一共有8组:
1+5+9=15
1+6+8=15
2+4+9=15
2+5+8=15
2+6+7=15
3+4+8=15
3+5+7=15
4+5+6=15
现在仔细观察独特的3—3数字魔方:
2 9 4
7 5 3
6 1 8
注意共有8行:3组横行,3组纵行,2组斜行。每一行确定的8组数字之和均为15。因此,每一个赢的组合都是魔方中的一横、一纵或一斜行。现在很容易看出,每次游艺比赛实际上相当于划井游戏。设盘者有一个划在卡片上的“路数”,他可以从桌子下看到,而其他人则看不到。虽然只有一个“路数”模式,但是可以旋转四个不同位置。每一个位置可以反映另外四种组台。每一种组合都是玩游戏的诀窍。
在进行15游戏时,如果玩得正确就不会输。如果两个对手都玩得正确,则游戏结果就是平局。然而设盘者的对手由于不知道是在玩划井游戏,因而处于十分不利的地位。这就使设盘者很容易设置对己有利的骗局。
为更准确地看出这一过程,让我们在图5—1中作游戏。第一步是步骤1,尽管设盘者后行,但他可以在第六步设置一个陷阱,以保证在第八步取胜。不管妇人在第七步时如何放置,任何会玩划井游戏的人在魔方的帮助下都不会输。
图5-1
同型(数学等式)是数学上最重要的概念之一。通过演化成已知的同型式,可以在很多情况下解决许多问题。随着数学越来越复杂,从发现同型而使其简化的意义上说,数学也同时变得更加统一了。例如,当著名的四色地图定理在1976年被证明时,一系列其它重要的推测也被同时证实,在其它数学分支中,已知这些推测是四色理论型的。
为加强对同型这一基本概念的理解,我们考虑下面的文字游戏。
有九行词:
两个玩游戏者依次划出一个词并标记好,首先划出含有相同字母的三个词者为胜者。也许玩上好多回你才会发现,这只不过也是在玩划井游戏。通过把词填入划井游戏板中的九个单元,可以很容易看出其同型性。仔细观察可发现,每一个有相同字母的一组都是一个直行:一横、一纵或一斜行。玩此文字游戏就像玩划井游戏或15游戏一样。
看看你能否想出用于此类游戏的其它四套词。这些词当然不只是英文词。而且,为何不能试一下图5—3所示的—组符号呢?
图5-3
玩此类游戏的最佳方法是在有空格的卡片上填入每一个数字、文字或符号。把这些卡片摆放在桌子上,两个游戏者依次画卡,直到决出胜者。在你完全了解了这些游戏的同型性后,考虑下面的网络游戏。如图5—4所示。
图5-4
有八个镇子被公路联接。两个游戏者分别用不同颜色的笔,依次把任何一条路涂上色。注意哪些路是通过哪些镇子。首先画出三条通过同一镇子者为胜者。乍一看这个游戏与我们分析过的游戏毫无相关联之处。实际上,这也是一个同型的划井游戏。
同型性在于图4所示的路的标号,其中每一排对应魔方中的几个单元。地图上的每一个镇子对应着魔方中三个单元组成的一个直行。与前相同,是一个完全的同型。所有会玩划井游戏的人也都会玩涂地图路线游戏。
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┃ 7 ┃ 12 ┃ 1 ┃ 14 ┃
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┃ 2 ┃ 13 ┃ 8 ┃ 11 ┃
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┃ 16 ┃ 3 ┃ 10 ┃ 5 ┃
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┃ 9 ┃ 6 ┃ 15 ┃ 4 ┃
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图5-5
图5—5显示出880个不同类型(不计循环和重复)之一的4—4魔方。魔数为34。这样一个方框可以指导玩34游戏吗?即游戏者依次从1至16选择4个数字(每个数字只能选一次),首先将选出的数字相加为34者为胜者。这个游戏与在所示的魔方上玩4—4划井游戏同型吗?答案是否定的,你知道为什么吗?
有可能改变划井游戏的规则,在允许获得四个单元的模式而不是直行的情况下,在两个游戏之间建立起同型性吗?I