数学游戏
游戏对策问题因常与智力游戏相结合,因此具有很大的趣味性.又由于解题方法灵活,技巧性强,所以对开阔解题思路,提高分析问题解决问题的能力是很有益处的。
例1 在一个3×3的方格纸中,甲乙两人轮流(甲先)往方格纸中填写1、3、4、5、6、7、8、9、10九个数中的一个,数不能重复.最后甲的得分是不计中间行的上下两行六个数之和,乙的得分是不计中间列的左右两列六个数之和,得分多者为胜.请你为甲找出一种必胜的策略。
分析 把题中的九个格标上字母:a、b、c、d、e、f、g、h、i。
甲的得分为:a+b+c+g+h+i
=(a+c+g+i)+(b+h);
乙的得分为:a+d+g+c+f+i
=(a+c+g+i)+(d+f)
要想使甲的得分高于乙的得分,必须且只需使b+h>d+f.要想使b+h>d+f,甲有两种策略:一是增强自己的实力——使b、h格内填的数尽可能地大;二是削弱对方的实力——使d、f格内填的数尽可能地小.下面分两种情况进行讨论:取胜的总策略是“增强自己,削弱对方”两者兼顾。
为了使叙述方便起见,我们分别用(甲2)和(a5)分别表示“甲第二轮”和“在a处填数字5”,其余如(乙1),(甲1,b10)等含义类同。
一、甲首先使b、h处填的数尽可能大.譬如,(甲1,b10)。
1.乙为了不输,(乙1)必须在h处填数.(否则,即如(乙1)不在h处填数,(甲2)在h处填余下来的最大数后,无论(乙2)怎么填,最后总有b+h≥10+8=18>16=9+7≥d+f,甲胜).这样,必须(乙1,h1).(乙当然在h处填最小数)
2.(甲2)不能在d处或f处填数.(否则,如(甲2,dx),x为任一数,则(乙2)在f处填余下来的最大数后,即有d+f≥3+9=12>11=10+1=b+h,乙胜).当然(甲2)填9,譬如(甲2,eg).(以后,只要甲不填错,即只要把余下数中的最小者填入d或f,就不会输了)
3.显然,(乙2,d8),乙就不会输了.因此不分胜负(此时(甲3)必须(f3))。同样,若(甲1,h10),只要乙应对正确,乙就不会输。
二、甲首先使d、f处填的数尽可能小(才有可能必胜).譬如,(甲1,d1)。
1.若(乙1)不在f处填数时,(甲2)在f处填余下来的最小数,则最后必
b+h≥3+5=8>5=1+4≥d+f,甲胜。
2.若(乙1,f10)(乙当然在f处填最大数),则(甲2,b9),最后必有
b+h≥9+3=12>11=1+10=d+f,甲胜.
因此,只要(甲1,d1),且以后甲每次应对正确,则甲必胜。
解:甲第一轮采用削弱对方策略,把1填入d格(或f格)内,以后无论乙怎样填,甲第二轮“随机应变”,只要把尽可能大的数填入b或h格内,或者把尽可能小的数填入f格(或d格)内(在乙没有在f或d格内填数的情况下),甲都能获胜。