内容正文:
人教版 · 六年级奥数思维培优
第12讲 棋盘对弈 · 必胜策略
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一、课程信息
项目
内容
讲次
第12讲
专题
棋盘对弈——必胜策略
适用年级
小学六年级
建议课时
1课时(60分钟)
难度星级
★★★★★
前置知识
除法余数;对称;奇偶性
核心方法
倒推法、对称法、配对法
二、学习目标
维度
目标
知识与技能
掌握倒推法、对称法、配对法三大必胜策略。
过程与方法
经历“从终点倒推→找必胜位置”的思维过程。
思维品质
培养逆向思维和全局观。
情感应用
在对弈中体验数学策略之美。
三、情境导入
小明和小红玩“抢30”游戏:两人轮流报数,每次至少报1个、最多报2个,谁报到30谁赢。
动脑筋:小明想赢,应该先报还是后报?怎么报?
悬念:有没有一种策略,不管对手怎么报,我都能赢?
图1 抢30游戏
今天我们就来揭秘对弈游戏中的必胜策略。
四、知识导航
必胜策略三招:
图2 三大必胜策略
策略
核心思想
适用题型
关键
倒推法
从终点往前推
抢数游戏
找必赢位置
对称法
镜像模仿对手
棋盘/摆放
让局面对称
配对法
每轮凑固定和
取棋子
和=
五、易错辨析
常见错误
正确做法
不会倒推
从终点往前找必赢点
对称搞反
谁先造成对称,谁掌握主动
忘记余数
总数÷(最小+最大),有余数先取走余数
策略选错
先判断是抢数、对称还是配对
六、典例精讲
本讲安排6道例题,从抢数游戏到棋盘策略,循序渐进;每例后附一道变式练习。
例1【抢30·倒推法】
题目:两人轮流报数,每次至少报1个、最多报2个,谁报到30谁赢。先报者能赢吗?
分析:倒推:要报到30,必须让对手报到28或29。所以必赢位置是27、24、21……即3的倍数。
详解:
要抢到30,必须抢到27(对手报28或29,我就能报30)。
要抢到27,必须抢到24;依此类推:21、18、15、12、9、6、3。
所以3的倍数都是必赢位置。
先报者必输:后报者每次与先报者凑3(对手报1我报2,对手报2我报1),必抢到3、6、9…30。
图3 必赢位置(绿色)
方法点睛:每次最多报m个、最少1个,必赢位置是的倍数。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:两人轮流报数,每次至少1个最多2个,谁报到20谁赢。先报者有必胜策略吗?
解答:
20÷3=6余2。先报者先报2个,抢到2,以后每次凑3:5、8、11、14、17、20。先报者必胜。
点拨:有余数时,先报者先取走余数,再凑。
例2【取棋子·配对法】
题目:有20颗棋子,两人轮流取,每次至少取1颗、最多取3颗,取到最后一颗者赢。先手能赢吗?
分析:每次最少1、最多3,每轮可凑4颗。20是4的倍数,后手必胜。
详解:
每轮两人取的总数可控制为4:对手取1我取3,对手取2我取2,对手取3我取1。
20÷4=5,没有余数。
后手必胜:每轮与先手凑4,最后一颗必被后手取到。
若先手想赢,应让总数不是4的倍数(如21颗时先手取1颗剩20颗)。
图4 取棋子游戏
方法点睛:每次取1~m颗,每轮凑。总数是的倍数则后手胜。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:有21颗棋子,每次取1~3颗,取最后一颗者赢。先手怎么赢?
解答:
21÷4=5余1。先手先取1颗,剩20颗。以后每轮凑4:对手取1我取3,对手取3我取1。先手必胜。
点拨:有余数时先取走余数,再凑固定和。
例3【对称策略·棋盘】
题目:在一个7×7棋盘上,两人轮流放棋子,每次放一颗,不能重叠也不能出界。谁没地方放谁输。先手有必胜策略吗?
分析:7×7是奇数棋盘,正中心一格。先手占中心后,以后对手放哪,先手放其中心对称点。
详解:
7×7棋盘共49格,正中心一格(第4行第4列)。
先手第一步占正中心。
以后对手在A处放棋子,先手在A的中心对称点放棋子。
只要对手有地方放,先手就有对称点放。先手必赢。
图5 中心对称策略
方法点睛:对称策略:先造成对称局面,然后镜像模仿对手。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:在5×5棋盘上两人轮流放棋子,不能重叠,谁没地方放谁输。先手有必胜策略吗?
解答:
先手放正中心,以后对手放哪我放对称点。先手必胜。
点拨:与例3同法:奇数棋盘先手占中心,偶数棋盘后手占优。
例4【两堆相同·模仿】
题目:桌上有两堆棋子,每堆各5颗。两人轮流从任一堆取任意颗(不能不取),取到最后一颗者赢。后手有必胜策略吗?
分析:两堆相同是平衡局面。后手模仿先手:先手从一堆取几颗,后手从另一堆取同样多。
详解:
两堆相同:左5右5。
先手从左堆取2颗→左3右5。后手从右堆取2颗→左3右3(恢复平衡)。
先手从右堆取3颗→左3右0。后手从左堆取3颗→左0右0(后手取完)。
后手每次都让两堆恢复相同,最后一颗必被后手取到。
图6 两堆相同模仿策略
方法点睛:两堆相同是必败局面(先手),后手模仿必胜。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:两堆棋子各8颗,轮流从任一堆取任意颗,取最后一颗者赢。先手还是后手赢?
解答:
两堆相同是必败局面。后手必胜:先手取几颗,后手在另一堆取同样多。
点拨:与例4同法:相同局面后手模仿。
例5【两堆不同·先变相同】
题目:桌上两堆棋子:一堆7颗、一堆4颗。两人轮流从任一堆取任意颗,取最后一颗者赢。先手怎么赢?
分析:先手先把两堆变成相同,把例4的局面留给后手。
详解:
先手从7颗堆取走3颗,变成4颗和4颗(两堆相同)。
现在轮到后手,进入例4的必败局面。
后手从一堆取几颗,先手从另一堆取同样多。
先手必胜。
图7 两堆不同先变相同
方法点睛:两堆不同时,先手先取成相同,再用模仿策略。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:两堆棋子:10颗和6颗。轮流从任一堆取任意颗,取最后一颗者赢。先手怎么赢?
解答:
先手从10颗堆取走4颗,变成6和6。以后后手取几颗,先手在另一堆取同样多。先手必胜。
点拨:与例5同法:先变相同再模仿。
例6【抢数综合·余数策略】
题目:两人轮流报数,每次至少报1个、最多报3个,谁报到50谁赢。先手有必胜策略吗?怎么报?
分析:每次凑4(1+3),50÷4=12余2。先手先报2个,以后凑4。
详解:
每轮最多报3个、最少1个,可以控制每轮共报4个。
50÷4=12余2。
先手先报1、2(2个),抢到2。
以后对手报1个我报3个,对手报2个我报2个,对手报3个我报1个,每轮凑4。
必抢位置:2、6、10、14、18、22、26、30、34、38、42、46、50。先手必胜。
方法点睛:抢数公式:,有余数先报余数,无余数后手胜。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:两人轮流报数,每次至少1个最多3个,谁报到40谁赢。先手还是后手必胜?
解答:
40÷4=10,无余数。后手必胜:每次与先手凑4,必抢到4、8…40。
点拨:与例6同法:无余数则后手胜。
七、真题进阶(名校小升初)
真题1【抢100】(某名校小升初真题)
题目:两人轮流报数,每次至少1个、最多5个,谁报到100谁赢。先手有必胜策略吗?
分析:每轮凑6(1+5),100÷6=16余4。先手先报4个,以后凑6。
详解:
每轮可控制报6个:对手报1我报5,对手报3我报3。
100÷6=16余4。
先手先报1、2、3、4(4个),抢到4。
以后每轮凑6:10、16、22…94、100。先手必胜。
方法点睛:公式:,有余数先报余数。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:两人轮流报数,每次至少1个最多4个,谁报到50谁赢。先手怎么赢?
解答:
50÷5=10,无余数。后手必胜:每次凑5,必抢到5、10…50。
点拨:与真题1同法:无余数则后手胜。
真题2【棋盘覆盖】(某重点中学分班考试真题)
题目:在一个6×6棋盘上,两人轮流放1×2的多米诺骨牌,谁不能放谁输。先手有必胜策略吗?
分析:棋盘是中心对称的。先手放一张在中心附近,以后对称模仿。
详解:
6×6棋盘中心对称(第3、4格之间)。
先手第一步在中心横放一张,把棋盘分成对称的两部分。
以后对手在哪放,先手在对称位置放。
只要对手能放,先手就能在对称点放。先手必胜。
图8 棋盘黑白染色
方法点睛:对称策略是棋盘类对弈的通用武器。
变式练习(同方法 · 换情境)
变式题:在4×4棋盘上两人轮流放1×2骨牌,谁不能放谁输。先手有必胜策略吗?
解答:
先手在中心对称放第一张,以后镜像模仿。先手必胜。
点拨:与真题2同法:中心对称策略。
八、方法总结表
题型
必胜方
策略
关键计算
抢数1~m
看余数
每轮凑(1+m)
,余先报/无余后
取棋子1~m
看余数
每轮凑(1+m)
同上
两堆相同
后手
模仿策略
对手取几我取几
两堆不同
先手
先变相同
取走差值
棋盘摆放
先手(奇数)
中心对称
占中心后镜像
九、解题口诀
对弈游戏找必胜,倒推法是第一功;
抢数取子看余数,每轮凑个固定和;
两堆相同后手赢,对手取啥我取啥;
两堆不同先手变,变成相同再模仿;
棋盘对称占中心,镜像跟着对手走。
十、分层训练
A组 基础过关(5题)
A1. 抢20游戏:每次1~2个,谁报到20谁赢。先报还是后报赢?
A2. 15颗棋子每次取1~2颗,取最后一颗赢。先手还是后手赢?
A3. 两堆棋子各8颗,轮流从一堆取任意颗,取最后一颗赢。谁必胜?
A4. 两堆棋子7颗和4颗,轮流从一堆取任意颗。先手怎么赢?
A5. 抢10游戏:每次只能报1个,谁报到10谁赢。先报还是后报赢?
B组 能力提升(5题)
B6. 抢30游戏:每次1~3个,谁报到30谁赢。先手怎么赢?
B7. 两堆棋子10颗和6颗,轮流从一堆取任意颗。先手怎么赢?
B8. 抢50游戏:每次1~4个,谁报到50谁赢。先手还是后手赢?
B9. 在7×7棋盘上两人轮流放棋子,谁没地方放谁输。先手怎么赢?
B10. 25颗棋子每次取1~3颗,取最后一颗赢。先手怎么赢?
C组 思维挑战(5题)
C11. 抢100游戏:每次1~5个,谁报到100谁赢。先手怎么赢?
C12. 两堆棋子:一堆9颗一堆5颗。轮流从一堆取任意颗,取最后一颗赢。先手怎么赢?
C13. 抢50游戏:每次1~4个,谁报到50谁赢。先手必胜吗?
C14. 在3×3棋盘上两人轮流放棋子,谁没地方放谁输。先手怎么赢?
C15. 两堆棋子各10颗,轮流从一堆取任意颗。先手想赢应该怎么办?
十一、参考答案与详细解析
A1 20÷3=6余2。先报者先报2个,以后每轮凑3,必抢到2、5、8…20。先报者必胜。
A2 15÷3=5,无余数。后手必胜:每次与先手凑3。
A3 两堆相同是必败局面(对先手而言)。后手必胜:模仿策略。
A4 先手从7颗堆取走3颗,变成4和4。以后后手取几颗,先手在另一堆取同样多。
A5 每次只能报1个,报到10。先手报奇数(1、3…9),后手报偶数(2、4…10)。后手必胜。
B6 30÷4=7余2。先手先报2个,以后每轮凑4:2、6、10…30。先手必胜。
B7 先手从10颗堆取走4颗,变成6和6。以后模仿后手。先手必胜。
B8 50÷5=10,无余数。后手必胜:每次凑5,必抢到5、10…50。
B9 先手放正中心,以后对手放哪,先手放对称点。先手必胜。
B10 25÷4=6余1。先手先取1颗,剩24颗。以后每轮凑4。先手必胜。
C11 100÷6=16余4。先手先报4个,以后每轮凑6:4、10、16…100。先手必胜。
C12 先手从9颗堆取走4颗,变成5和5。以后模仿后手。先手必胜。
C13 50÷5=10,无余数。后手必胜,先手不能胜。
C14 先手放正中心,以后对手放哪,先手放对称点。先手必胜。
C15 两堆相同是必败局面,先手拿什么后手都模仿。先手无法赢(若对手知道策略)。
十二、本讲小结
本讲核心是对弈中的必胜策略:抢数取子看余数(每轮凑固定和),两堆相同后手模仿,两堆不同先手变相同,棋盘对弈用中心对称。
关键是先判断题型,再选策略。
十三、易错警示与学习建议
易错点
提醒
余数算错
,有余数先取走
对称搞反
奇数棋盘先手占中心,偶数棋盘后手优
两堆相同先动手
两堆相同是必败局面,后手才赢
不会倒推
从终点往前找必赢位置
【学习建议】本讲建议课后与同学玩抢数游戏,亲身体验策略;下面我们学习第13讲 网格计数。
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