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單堆遊戲

玩法一:

        置若干火柴(或小石子)於桌上,兩人輪流取,每人每次最少取一根,最多取k根,取得最後一根火柴者獲勝。

 

1.

假設桌上有7根火柴,甲、乙兩人輪流取,每次最少取一根,最多取2根,甲先取,則甲該如何取才會贏?
 

(1)  710 乙勝

(2)  720 乙勝

(1)(2)可推得,甲欲贏就得避免留下12根火柴。

(3)  7320 甲勝

(4)  7310 甲勝

(3)(4)可推得,甲若留下3根火柴,乙一定會留下12根,於是甲可勝。所以甲在取得最後一根火柴之前,要以留下3根火柴為目標。

(5)  743 乙勝

(6)  753 乙勝

(5)(6)可推得,若甲取完後留下45根火柴,乙就有機會讓火柴數變成3根,於是乙可勝。所以甲得避免留下45根火柴。

(7)  7643 甲可勝

(8)  7653 甲可勝

(7)(8)可推得,甲若留下6根火柴,則乙取完後不是剩4根,就是剩5根,於是甲又有機會讓火柴變成3根,贏得勝利。所以甲每次取完剩下的火柴數為63,而63都是3的倍數。若一開始桌上有14根火柴呢?這個策略仍然可行嗎?請試試。

  

2.

假設桌上有11根火柴,甲、乙兩人輪流取,每次最少取一根,最多取3根,甲先取,則甲該如何取才會贏?
 

(1)  1110 乙勝

(2)  1130 乙勝

(3)  1120 乙勝

(1)(2)(3)可知,甲取完後剩下1, 2,3根火柴時,乙都可全取,並得到最後一根火柴。所以甲欲贏就得避免留下1, 2,3根火柴。

(4)  11410 甲勝

(5)  11420 甲勝

(6)  11430 甲勝

(4)(5)(6)可推得,甲若留下4根火柴,乙一定會留下1, 2,3根,於是甲可勝。所以甲在取得最後一根火柴之前,要以留下4根火柴為目標。

(7)  1154 乙勝

(8)  1164 乙勝

(9)  1174 乙勝

(7)(8)(9)可推得,若甲取完後留下5, 6,7根火柴,乙就有機會讓火柴數變成4根,於是乙可勝。所以甲得避免留下5, 6,7根火柴。

(10)         1187 甲可勝

(11)         1186 甲可勝

(12)         1185 甲可勝

(10)(11)(12)可推得,甲若留下8根火柴,則乙取完後要不剩5根,要不剩6根,再不然就剩7根,於是甲又有機會讓火柴變成4根,贏得勝利。所以甲一開始的時候要以留下8根火柴為目標。

(13)         11108 乙可勝

(14)         1198 乙可勝

(13)(14)可知,若甲讓火柴剩下910根,乙就有機會留下8根火柴,於是乙可勝。所以甲得避免留下910根火柴。

        總而言之,若甲讓桌上剩下的火柴數為84,便可以贏得勝利。而84都是4的倍數。若一開始桌上有21根火柴呢?這個策略仍然可行嗎?請試試。

 

訣竅:

        若有n根火柴,兩人輪流取,每次取1k根,先取者讓桌上的火柴數為k + 1的倍數,則先取者可勝。

 

        因為剩k + 1的倍數根火柴時,無論對手如何取,先取者都可以取出若干根火柴使得剩下的火柴數仍為k + 1的倍數。最後,先取者必可留下k + 1根火柴,而對手無法一次取完,而且無論對手取了幾根,留下的火柴數一定不超過k根,先取者便可全部拿走,獲得勝利。

 

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