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美国总统尼克松在上世纪七十年代初访问我国时,曾到北京景山实验小学参观考察。据说当他了解到当时的小朋友都喜欢玩“用扑克牌算24”这个游戏后,就在五年级某个班出了一道题:“如果四张牌是三张5和一张1,请问能否算出24?(思考演算的时间不超过10分钟)”一时间,陪同的工作人员和老师也饶有兴致地研究起这个貌似简单的问题来。大人们经过思考后,一致认为这是个不可能解决的问题,但有个小女孩只用了不到2分钟,就列出了一个别出心裁的正确算式。尼克松总统大为惊讶,并由衷感叹:“中国的孩子真是太聪明了,不可小视呀!”
想知道结果么?不急,我们先来了解一下“算24”这个游戏的规则:从去除大、小王的52张扑克牌中任抽四张,将牌面上的四个数(A相当于I、J、Q、K分别相当于11、12、13)通过四则运算凑成24。现在的问题是:为什么要用四张牌算出24呢?算24有没有规律性的窍门?下面我们用数学知识来分析一二。
首先必须明确四张牌代表的是1~13之间的自然数,可运用求加、求减、求乘、求除来运算,每个数只能使用一次,运算时可根据需要添加括号。同一种情况有时可用几种方法计算出24,例如四张牌为8、4、6、2,就有[(8÷4) 2]×6,8÷4×2×6,4×8-(6 2)等几种方法。
其次来分析为什么是用四张牌“算24”,这需要对24这个数进行分析。不难看出24=1×24=2×12=3×8=4×6,其中每一种基本形式又可以变化出多种用4个数(即四张牌数)表示的算式。例如2×12可分化成(3-1)×6×2,(3-1)×4×3,(3-1)×12×1,(4-2)×(5 7),(4÷2)×(6 6),(5-3)×(4 8),(1 1)×(3 9)等等。同样,另外三种基本形式也可分化成若干4数运算式。这些4数运算式包含了1~13(A~K)的所有自然数,由此可见,用四张牌算出结果为24的可能性极大。而23=1×23只有一种基本形式,25=5×5=1×25也只有两种基本形式,显然分化成的4数运算式较少,换句话说,用四张牌算23或25的成功机会将大大减少,它们都不如用四张牌算24来得恰当有趣。
接着我们再来研究一下“算24”的窍门。第一个诀窍是:并不是任意四张不同的牌都能算得24。比如8、9、10、11或1、2、3、1或5、1、1、2等,而且,四张牌的和小于9就肯定不能算出24。第二个诀窍是:四张牌相同的情况下,只有四张3、四张4、四张5、四张6,四张Q可以算出24(大家可以验证)。第三个诀窍是:存在肯定成功的特殊情形。比如Q(12)与三张相同的牌,就一定能算出24,因为12×(a a)÷a=24。对于这些特殊情形只要做强化记忆,就能在游戏中占得先机。类似的,我们还必须在总体上掌握一些公式化的模式,以增加胜算。
模式1:统筹算乘(组合因数)。比如2、5、7、8,先固定8,余下的凑成3即可,即2×5-7=3;又如1、2、4、5,分别用5-1凑成4、用4 2凑成6,问题解决。
模式2:统筹算和。比如1、2、10、11,四个数相加之和正好是24;再比如4、5、7、9,先固定9,再把4、5、7凑成15,即(7-4)×5=15,问题解决。
模式3:统筹算减。比如4、9、9、10,四个数的和是32,超过24,可考虑9 9 10-4=24;再比如2、5、6、8,可用5×6-(8-2)=24来解决。
模式4:统筹算除。比如2、3、7、10,可用(7×10 2)÷3=24解决。
在具体运算中,以上几个模式具有兼容性。比如模式4中的2、3、7、10,也可以用模式2的方法解决,即2×10 (7-3)=24。即便如此,在实际游戏中,有许多种情形仍让人费解,往往由于时间所限而被放弃。比如4、4、10、10,只要变换解题思路,就能得到(10×10-4)÷4=96÷4=24。而一些在小数或分数范围内算24的情形,则更多被误判为无解。比如2、4、10、10,可以用(4÷10 2)×10来解决;再比如2、7、7、10,可用(2 10÷7)×7来完成,这显然需要拓宽思路和创新思维。
现在我们回过头来再看尼克松总统出的那道题,那个小女孩给出的解答是(5-1÷5)×5。怎么样?是不是挺巧妙的?
想知道结果么?不急,我们先来了解一下“算24”这个游戏的规则:从去除大、小王的52张扑克牌中任抽四张,将牌面上的四个数(A相当于I、J、Q、K分别相当于11、12、13)通过四则运算凑成24。现在的问题是:为什么要用四张牌算出24呢?算24有没有规律性的窍门?下面我们用数学知识来分析一二。
首先必须明确四张牌代表的是1~13之间的自然数,可运用求加、求减、求乘、求除来运算,每个数只能使用一次,运算时可根据需要添加括号。同一种情况有时可用几种方法计算出24,例如四张牌为8、4、6、2,就有[(8÷4) 2]×6,8÷4×2×6,4×8-(6 2)等几种方法。
其次来分析为什么是用四张牌“算24”,这需要对24这个数进行分析。不难看出24=1×24=2×12=3×8=4×6,其中每一种基本形式又可以变化出多种用4个数(即四张牌数)表示的算式。例如2×12可分化成(3-1)×6×2,(3-1)×4×3,(3-1)×12×1,(4-2)×(5 7),(4÷2)×(6 6),(5-3)×(4 8),(1 1)×(3 9)等等。同样,另外三种基本形式也可分化成若干4数运算式。这些4数运算式包含了1~13(A~K)的所有自然数,由此可见,用四张牌算出结果为24的可能性极大。而23=1×23只有一种基本形式,25=5×5=1×25也只有两种基本形式,显然分化成的4数运算式较少,换句话说,用四张牌算23或25的成功机会将大大减少,它们都不如用四张牌算24来得恰当有趣。
接着我们再来研究一下“算24”的窍门。第一个诀窍是:并不是任意四张不同的牌都能算得24。比如8、9、10、11或1、2、3、1或5、1、1、2等,而且,四张牌的和小于9就肯定不能算出24。第二个诀窍是:四张牌相同的情况下,只有四张3、四张4、四张5、四张6,四张Q可以算出24(大家可以验证)。第三个诀窍是:存在肯定成功的特殊情形。比如Q(12)与三张相同的牌,就一定能算出24,因为12×(a a)÷a=24。对于这些特殊情形只要做强化记忆,就能在游戏中占得先机。类似的,我们还必须在总体上掌握一些公式化的模式,以增加胜算。
模式1:统筹算乘(组合因数)。比如2、5、7、8,先固定8,余下的凑成3即可,即2×5-7=3;又如1、2、4、5,分别用5-1凑成4、用4 2凑成6,问题解决。
模式2:统筹算和。比如1、2、10、11,四个数相加之和正好是24;再比如4、5、7、9,先固定9,再把4、5、7凑成15,即(7-4)×5=15,问题解决。
模式3:统筹算减。比如4、9、9、10,四个数的和是32,超过24,可考虑9 9 10-4=24;再比如2、5、6、8,可用5×6-(8-2)=24来解决。
模式4:统筹算除。比如2、3、7、10,可用(7×10 2)÷3=24解决。
在具体运算中,以上几个模式具有兼容性。比如模式4中的2、3、7、10,也可以用模式2的方法解决,即2×10 (7-3)=24。即便如此,在实际游戏中,有许多种情形仍让人费解,往往由于时间所限而被放弃。比如4、4、10、10,只要变换解题思路,就能得到(10×10-4)÷4=96÷4=24。而一些在小数或分数范围内算24的情形,则更多被误判为无解。比如2、4、10、10,可以用(4÷10 2)×10来解决;再比如2、7、7、10,可用(2 10÷7)×7来完成,这显然需要拓宽思路和创新思维。
现在我们回过头来再看尼克松总统出的那道题,那个小女孩给出的解答是(5-1÷5)×5。怎么样?是不是挺巧妙的?