人教版四年级上册思维训练游戏策略(最佳策略问题)(含答案)

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人教版四年级上册思维训练游戏策略(最佳策略问题)(含答案)

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【知识剖析】
本讲主要是研究在两个人的游戏过程中如何使自己取胜的策略问题,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,即“必胜状态”,那么在既定游戏规则下,是否存在“必胜状态”以及为了达到“必胜状态”所采取的的策略就成了问题的关键。需要强调的是,这里的目标是“必胜”,而不是“可能胜”。
在一定能分出胜负的策略问题中,一方要么处于必胜状态,要么处于必败状态。处于必胜状态的一方,总能进行一些适当的操作,把必败状态留给对手。反之,处于必败状态的一方,无论采取什么策略,都只能把必胜状态留给对手。在很多对策问题中,具有对称性的状态往往是解决问题的关键。
游戏策略解题思路:
一、取余制胜(取棋子、报数游戏)
1.每次取1——n个棋子,总数,取最后一个赢。策略:总数÷(1+n)。
有余则先,拿掉余数,之后总与对手凑成1+n即可;无余则后,总与对手凑成1+n即既。
2.每次取1——n个棋子,总数,取最后一个输。策略:最狠的做法就是留给对方一枚棋子,对方不取也得取。所以想赢的关键就在于能不能取到倒数第二枚棋子。
问题转化为:每次取1——n个棋子,总数,取倒数第二枚棋子赢。(总数-1)÷(1+n), 之后同1中做法。
二、抢占制胜点(倒推法)
1.能一步到棋子的位置均是不能走的地方即负位。
2.处处为别人着想。自己不能走的地方逼别人走进去即可,即确定制胜点。
三、对称法
1.同等情况下,模仿对方步骤可以达到制胜目的。
2.不同等情况下,创造对等局面方可制胜。
【基础巩固】
1.桌子上放着50根火柴,甲、乙二人轮流每次取走1~3根。规定谁取走最后一根火柴谁获胜。如果双方采用最佳方法,甲先取,那么谁将获胜?
2.有12枚棋子,甲、乙两人轮流取,规定每次至少取1枚,最多取3枚,以取走最后一枚棋子者为胜者.如果甲先取,那么谁有必胜策略?如果取走最后一枚棋子者为败者,并且仍然是甲先取,那么谁有必胜策略?
3.有一种游戏称作“抢三十”,游戏规则是两人轮流报数,每人每次至少报1个数,最多报4个数,从1到30按顺序连续报数,谁先报到30,谁就获胜,请给出取胜的方法。(写出过程)
4.现有2008根火柴,甲、乙两个人轮流从中取出火柴,每次最少从中取出2根,最多取出4根,谁无法再次取出火柴谁就赢。如果甲先取,请问谁有必胜的策略?
5.1111个空格排成一行,最左端空格中放有一枚棋子,甲先乙后轮流向右移动棋子,每次移动1~7个格。规定将棋子移到最后一格者输。甲为了获胜,第一步必须向右移多少格?
6.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,现在甲先取球.
(1)如果开始时两堆球数分别是两个和两个,那么谁有必胜策略?请说明理由;
(2)如果开始时两堆球数分别是两个和三个,那么谁有必胜策略?请说明理由;
(3)如果开始时两堆球数分别是五个和八个,那么谁有必胜策略?请说明理由.
7.有两堆火柴,一堆35根,另一堆24根.两人轮流在其中任一堆中拿取,取的根数不限,但不能不取.规定取得最后一根者为胜者。如果都采用最佳方法,那么谁将获胜?
8.把一枚棋子放在图中左下角的方格内,甲、乙两人玩这样一个游戏:双方轮流移动棋子,只能向上、向右或者向右上方沿45°角移动,一次可以移动任意多格.谁把棋子移到了右上角的方格中即为输,试问:如果甲先走,是否有必胜的策略,为什么?
【勇攀高峰】
9.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、向右或向右上方沿45°角走1步,最终将棋子走到方格B的人获胜.请问:谁有必胜策略,策略是什么?如果每次允许往同一方向(上、右或右上)走任意多步,结果又如何呢?
10.桌上有一块巧克力,它被直线划分成3行7列的21个小方块,如图.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谁能留给对手恰好是一个小方块,谁就取胜.
如果请你首先切巧克力,那么你第一次应该切走多少个小方块,才能使你最后获胜?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.甲必胜
【分析】获胜方在最后一次取走最后一根;往前逆推,在倒数第二次取时,必须留给对方4根,此时无论对方取1,2或3根,获胜方都可以取走最后一根;再往前逆推,获胜方要想留给对方4根,在倒数第三次取时,必须留给对方8根……由此可知,获胜方只要每次留给对方的都是4的倍数根,则必胜。
【详解】3+1=4(根)
50÷4=12……2
所以只要甲第一次取走2根,剩下48根火柴是4的倍数,以后甲总留给乙4的倍数根火柴,甲必胜。
答:甲必胜。
【点睛】本题考查的是必胜策略的问题,对于题目给出了先手是甲,所以关键是考虑如何操作。
2.甲
【详解】试题分析:①通过分析可知,因为每人每次可取1根2根或3根,所以只要甲先拿3根,乙无论再是拿1根、2根还是3根,甲再拿时,拿的根数和乙的根数和起来是4,则保证甲获胜.
②因为1+1=2,1+2=3,1+3=4,2,3,4都是12的因数,只要甲总是取一个,无论乙怎么取,最后一个一定是乙取的,所以甲必胜.
解:①因为,12÷4=3,
所以,甲先拿3根,乙如果拿1根,甲就拿3根;乙如果拿2根,甲就拿2根;乙如果拿3根,甲就拿1根;
即甲再拿时拿的根数和乙的根数和起来是4,
所以,甲一定取到最后一枚棋子而获胜.
②因为1+1=2,1+2=3,1+3=4,
而2,3,4都是12的因数,
只要甲总是取一个,无论乙怎么取,最后一个一定是乙取的,所以甲必胜.
点评:本题属于典型的不会输的游戏,即如果所给的数除以4,有余数,先取余数,再与对方取的个数和是4,即可获胜,如果没有余数,就让对方先取,自己再取时与对方取的个数和是4,自己一定获胜.
3.见详解
【分析】因为每次至少报1个数,最多报4个数,那么可以根据对手报数的情况,使得每一轮报数的和都是5,而30恰好是5的倍数,6轮游戏结束。
【详解】后报的获胜,根据对方报了几个数,自己报的和对方加起来是5就可以了,这样就一定能保证最后剩下5个数,由于对方最多只能报4个数,所以就能获胜了。
【点睛】本题考查的是必胜策略的问题,首选要判断先手还是后手,然后再确定具体的获胜策略。
4.甲
【分析】因每次最少拿2,最多拿4,所以两人每次最多只能取2+4=6,2008÷6=334(次)……4(个),只要甲先取4个,然后再看乙每次取几个,只要每次与乙所取火柴数的和是6,甲就能取胜。
【详解】2008÷(2+4)
=2008÷6
=334(次)……4(个)
只要甲先取4根,然后再看看乙每次取几根,只要每次与乙所取火柴数之和是6,甲就能取胜。
【点睛】本题的关键是根据题意先求出两人一次最多取几根,再除总根数,然后取余数,再让两人每次取的和是两人一次拿的最多的个数即可获胜。
5.5格
【分析】一开始棋子已占一格,棋子的右面有1110个空格,由于每次移动1~7个格,那么只要甲始终留给乙8的倍数加1格,就可获胜。
【详解】1111-1=1110(个)
1+7=8
所以甲第一步必须移5格,还剩下1105格,1105是8的倍数加1.以后无论以移几格,甲下次移的格数与乙移的格数之和是8,甲就必胜。
答:第一步必须移5格。
【点睛】本题考查的是必胜策略的问题,对于必胜策略的问题,首先要判断先后手,然后判断如何进行操作。
6.(1)如果甲先拿其中一堆的一个,乙拿另一堆的一个,无论甲怎么拿,乙一定胜;如果甲拿走一堆,那么乙就拿另一堆,所以还是乙胜利;
(2)甲先从3个一堆中拿2个,无论乙怎么拿,甲必胜;
(3)甲先拿其中一堆,把那一堆拿得只剩下一个;如果乙把这一个拿走,那再把另一堆拿得只剩下一个就好了;如果乙把另一堆拿得只剩下一个,那乙可以说无论如何也赢不了了.如果乙把另一堆拿走了一部分又没有全拿,甲把另一堆全拿走就可以了.
【详解】试题分析:(1)如果甲先拿其中一堆的一个,乙拿另一堆的一个,无论甲怎么拿,乙一定胜;
如果甲拿走一堆,那么乙就拿另一堆,所以还是乙胜利;
(2)(3)其中一堆,把那一堆拿得只剩下一个;如果乙把这一个拿走,那再把另一堆拿得只剩下一个就好了;如果乙把另一堆拿得只剩下一个,那乙可以说无论如何也赢不了了.如果乙把另一堆拿走了一部分又没有全拿,甲把另一堆全拿走就可以了.
解:(1)如果甲先拿其中一堆的一个,乙拿另一堆的一个,无论甲怎么拿,乙一定胜;
如果甲拿走一堆,那么乙就拿另一堆,所以还是乙胜利;
(2)甲先从3个一堆中拿2个,无论乙怎么拿,甲必胜;
(3)甲先拿其中一堆,把那一堆拿得只剩下一个;如果乙把这一个拿走,那再把另一堆拿得只剩下一个就好了;如果乙把另一堆拿得只剩下一个,那乙可以说无论如何也赢不了了.如果乙把另一堆拿走了一部分又没有全拿,甲把另一堆全拿走就可以了.
点评:关键是明确规定拿到最后一个球的人为输,所以甲先拿时要充分考虑这个条件.
7.见详解
【分析】先取者在35根一堆的火柴中取11根火柴,使得取后剩下两堆的火柴数相同。以后无轮对手在某一堆取几根火柴,你只需在另一堆也取同样多根的火柴只要对手有火柴可取,你也有火柴可取,也就是说,最后一根火柴总会被你拿到。这样先取者胜。
【详解】答:如果都采用最佳方法,先取者将获胜。
【点睛】此题主要考查学生对可能性的理解与应用。
8.甲首先走1格,乙直接到达最上端红格,甲不得不走到顶点;甲若首先走2格,则乙直接到达第2个红格,甲只能到达它旁边的三个格,然后乙到达第一个红格,甲不得不输;依此类推,只要乙跟在甲的后面控制这5个点,乙一定获胜.
【详解】试题分析:根据游戏规则,谁首先把棋子移到了右上角方格的下一个格,则另一人必须把棋子移到了右上角的方格中即为输,所以如果甲先走,则乙有必胜的策略.如下图所示,甲首先走,则乙跟着只要首先到达下面的五个点,无论怎么走甲都不可能一步到达右上角方格的下一个格,乙即可获胜.
解:甲首先走1格,乙直接到达最上端红格,甲不得不走到顶点;甲若首先走2格,则乙直接到达第2个红格,甲只能到达它旁边的三个格,然后乙到达第一个红格,甲不得不输;依此类推,只要乙跟在甲的后面控制这5个点,乙一定获胜.
点评:甲首先移动,乙跟在后面有选择权,6步后,乙向上同样控制5个红格,乙必胜.
9.甲有必胜的策略:从A到B,向右方向要走10步,向上走也要走10步,不论两人每次走1步还是走2步,不论每次是向上还是向右走,两人走的总步数一定是20步.而20÷3=6(组)…2(步),所以甲只要先走2步,然后将剩下的18步分成6个3步,当乙走1步时,甲走2步,当乙走2步时,甲走1步,从而在每个3步中,甲总能把握主动让乙先走,抢到每组的最后1步,照此走下去甲必胜.
【详解】试题分析:通过分析可知,从A到B,向右方向要走10步,向上走也要走10步,不论两人每次走1步还是走2步,不论每次是向上还是向右走,两人走的总步数一定是20步.而20÷3=6(组)…2(步),所以甲只要先走2步,然后将剩下的18步分成6个3步,当乙走1步时,甲走2步,当乙走2步时,甲走1步,从而在每个3步中,甲总能把握主动让乙先走,抢到每组的最后1步,照此走下去甲必胜,据此解答即可.
解:甲有必胜的策略:从A到B,向右方向要走10步,向上走也要走10步,不论两人每次走1步还是走2步,不论每次是向上还是向右走,两人走的总步数一定是20步.而20÷3=6(组)…2(步),所以甲只要先走2步,然后将剩下的18步分成6个3步,当乙走1步时,甲走2步,当乙走2步时,甲走1步,从而在每个3步中,甲总能把握主动让乙先走,抢到每组的最后1步,照此走下去甲必胜.
点评:此题属于游戏中取胜的策略问题,解答此题的关键是甲若想必胜,走完第一次后剩下的步数必须是3的倍数,甲先走,因而甲把握主动,从而有必胜的策略.
10.甲可以永远获胜的策略是:每次将巧克力变为正方形的.
因为:巧克力是一长条,(如1×7的),显然,甲胜.因为他可以将7力掰掉6,留下1格.
如果巧克力的分格是2×2的,那么先取的人就无法取胜了.因为无论他怎样掰,只能留下1×2格的巧克力.
如果巧克力是2×2格的,乙胜.
如果巧克力是2×C格的(C不是2),那么甲胜.
可以发现:如果巧克力是正方形A×A格的,后取者胜;如果巧克力不是正方形的,则先取者胜.
所以甲可以永远获胜的策略是:每次将巧克力变为正方形的.
【详解】试题分析:如果巧克力是一长条,(如1×7的),显然,甲胜.因为他可以将7力掰掉6,留下1格.如果巧克力的分格是2×2的,那么先取的人就无法取胜了.因为无论他怎样掰,只能留下1×2格的巧克力.总结一下,如果巧克力是2×2格的,乙胜.如果巧克力是2×C格的(C不是2),那么甲胜.再仔细思考,就可以发现:如果巧克力是正方形A×A格的,后取者胜;如果巧克力不是正方形的,则先取者胜.因此,6×10格的巧克力,甲可以永远获胜.他的策略是:每次将巧克力变为正方形的.
解:甲可以永远获胜的策略是:每次将巧克力变为正方形的.
因为:巧克力是一长条,(如1×7的),显然,甲胜.因为他可以将7力掰掉6,留下1格.
如果巧克力的分格是2×2的,那么先取的人就无法取胜了.因为无论他怎样掰,只能留下1×2格的巧克力.
如果巧克力是2×2格的,乙胜.
如果巧克力是2×C格的(C不是2),那么甲胜.
可以发现:如果巧克力是正方形A×A格的,后取者胜;如果巧克力不是正方形的,则先取者胜.
所以甲可以永远获胜的策略是:每次将巧克力变为正方形的.
点评:此题考查最佳对策问题,注意结合图形和条件分析得出答案.
答案第1页,共2页
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