数学游戏是根据数学的法则、规律编制而成的寓学于乐活动资料,内容生动有趣,扑朔迷离。局外人常常苦思不解。揭穿了秘密,却又令人恍然大悟。
数学游戏形式很多。有猜数、猜谜游戏,对弈游戏,演示游戏等等。
猜数游戏是要对方按规定要求,进行一系列运算。尽管各人开始所写的数各不一样,但结果都在表演者预料之中。
演示游戏是借助必要的工具,如图、表、骰子之类,要对方在规定的器具上选数。表演者的器具是运用一定的数学原理编制而成的,根据对方提供的信息,通过简单的运算,便可猜中对方的所选。
对弈游戏,是两人或多人按照一定的程序,取数或移动棋子,而后决定胜负。
数学游戏,既可娱乐身心,令人兴味盎然,又能活跃思维,增长智慧,从中更可以领悟到数学的无穷妙趣。
1.瞒不住
表演者说:“咱们都做过‘虫蚀算’的题目了,现在请各位任意写一个多位数。”
他的话音刚落,有人说:“写好了!”
“那就请你把这个数的各位数字加起来。”表演者说,“从你写的多位数中减去这个和。在减得的差中,你随便瞒下一个数字,把余下的数字告诉我,我能马上猜出你瞒下了几。这就叫‘瞒不住’。”
大家觉得很玄乎,便纷纷按照要求写数、计算了。
俐俐写的数是:4567923。
按要求计算过程是:
4+5+6+7+9+2+3=36
4567923-36=4567887
他将8字瞒了一个,告诉表演者余下的数字是:4、5、6、7、8、7。
只见表演者稍一思索,果断地说:“8字被你瞒了一个。”
众人问:“是么?”
俐俐惊诧地点点头。
接着,玲玲说:“我计算的结果瞒了一个,还剩3、2、4、5、6、7。”
原来玲玲这次写的是:7654321。
计算过程是:
7+6+5+4+3+2+1=28
7654321-28=7654293
她颠倒着将数字报了出来,暗暗地瞒下了9。
只见表演者马上回答说:“你瞒下的数字若不是0,必定是9。”
果然瞒不住!
众人奇怪:表演者掌握了什么诀窍呢?
解:任何一个多位数,减去它自身的数字和,所得的差必定是9的倍数。根据被9整除的数的特征,表演者只要将对方报出的数加起,看所得的和与9的倍数相差几,差数便是被瞒住的数。
如俐俐报出的数是4、5、6、7、8、7,这几个数字和为37,而比37大的9的倍数是45,37比45少8,所以断定被瞒下的数字是8。
玲玲报的数字和是:3+2+4+5+6+7=27,27恰是9的倍数,对方若瞒下的不是0,则比27大的9的倍数是36,36-27=9,所以,瞒下的非0即9。
2.只抓尾巴
表演者举起一张数字卡片,上面写着“667”。接着说,这是他的“数字侦探”。
众人忙问:“它能侦探什么?”
表演者说:“当然是侦探数字喽!三位以内的自然数,只要尾巴被它接触到,它就侦探出这个数的全部!”
“咱们悄悄地写下一个数,它也能侦探出吗?”有人怀疑地问。
“那当然!”表演者说,“你们尽管写吧,一位数、两位数、三位数都行!”
众人纷纷报告:“写好啦!”
表演者说:“请把写的数与我的秘密侦探667相乘,只要把积的尾数告诉我,抓住了尾巴,各人原先写的数,我便全部知道。”
有人怀疑:咱们写的数千差万别,位数也各不相同,667能有这么大的神通?
表演者见观众迷惑的神情,忙接着说:“与667相乘,积的位数肯定不少,但是我要的尾数却不多:你写的若是一位数,就只告知我积的最后一位;是两位数的,也只要积的最后两位数;是三位的,只要积的最后三位数。”
表演者刚交待清楚,报数的便此起彼落:
“我的尾数是9!”
“那你写的一定是7。”表演者随口应答。
“我的尾数是82。”
“你写的是46!”
“我的尾数是442。”
“你写的是326!”
……一问一答,速度快得像爆米花,没有提出不同意见的。
表演者十分自信说:“我的侦探667,只要抓住一点信息,便能迅速顺藤摸瓜,使全部真相大白,从来没有失误。”
众人不解667是怎么侦探的呢?
解:667×3=2001,任何三位以内的数与2001相乘,积的尾数必定仍是原数。
表演者要求用对方所想的数与667相乘,他只要将对方告知的尾数再乘以3,则必然是原数了!
如对方告知尾数是9,9×3=27,可知对方想的数是7即667×7=4669。
3.魔钟
表演者拿着一个自己制作的画在硬纸上的钟面,神秘地说:“别看我这钟面很不起眼,可是,它却是个魔钟!”
“魔钟?怎么个魔法?”众人齐声问。
“这钟面上共有12个数字,”表演者说,“你在心里随便记一下,我用小杆在数字上点几下,就知道你心里想的数是几。”
大家听了兴趣倍增,都想立即试试。
表演者说:“是这样,我在钟面上点一下,你就把所想的数加上1,当你加到20时,我的小杆必然指在你所想的数上。”
有趣!果真是这样,那真的是魔钟了!大家将信将疑。“那就试试吧!”表演者将钟面挂在墙上,面露笑容,充满自信。
一位观众在心里默默地记下11,表演者用小杆在钟面的数字上点点敲敲,如同让小杆与数字对话一般。
最后,正当观众默数到20时,表演者的小杆恰巧落在“11”上!
后来众人悄悄地商定默记“4”。
只见表演者又用小杆在钟面上敲点了起来,他每敲点一次,观众就在心里默默地加上1,从4开始,恰加到20时,表演者的小杆又落到4点上不动了。
众人迷惑不解:真是个魔钟!
解:表面上看,表演者用小杆随意敲点的,实际他是按照一定律指点的。
钟面上只有12个数字,要点到20为止,则表演者便用20-12-1=7。
为什么这样呢?因为点数是从对方默记的数开始的,20便是对方默记的数+12+自身重复1次的和。
表演者在开始点数时是随意的,当点完了7后,便必须从12点开始,按逆时针方向点下去,当对方默数到20时,表演者的小杆必然落在默记的数上。
如对方默记“4”。表演者随意点7次,4+7=11,到此,表演者必须从12开始,按逆时针顺序往下点。当小杆指到4时,自然便是对方所默记的数了。
若对方要求数到21为止,则21-12-1=8,开始的8次可以任意点,到第9次,便应从12开始按顺序敲点了。
4.你算我取
表演者拿出一副扑克牌。
“哈,要比赛玩扑克呀?”有人问,“是抓乌龟,还是争上游?”
表演者说:“咱们玩的都是和数学有关系的,不仅可以娱乐身心,还能促进思维、启迪智慧!”
“那就更好啦!怎么玩法?”大家争相询问。
“这么办吧:你们在A~K13张牌中任意默记一张。”表演者说话间将扑克交给了观众,“我说算式,你们计算。最后,我便能从这副牌中,将你们默记的那张牌取出来。”
这游戏也挺新鲜。
大家便取出一张“6”默记在心,然后把牌插入,又认真洗了几遍,交给了表演者,忙说:“快取吧,我们记的是哪一张?”
“咱们这个游戏叫‘你算我取’,你们还没算呢!”表演者说,“把你们刚才记的那张牌的点数,乘以2,加上3,再乘以5,最后减去25。将结果告诉我。”
大家很快在心里算出了结果:
(6×2+3)×5-25=50
忙说:“这么算结果得50!”表演者听后,胸有成竹地展开了牌,从中检出一张,高高举起。
众人一看,果然是“6”!
重新试了几次,表演者每次都正确地取出对方所默记的牌。真是奇妙!
解:假设对方默记的点数为x,根据表演者的要求,列成方程是:
(2x+3)×5-25=50
10x+15-25=50
10x-10=50
10x=60
x=6
根据方程式的特点,表演者可以随自己需要,要求对方将默记的数进行加、减、乘、除。如要求对方将默记的点数乘以8,加上12,除以4,再减去5,则可列方程式:
(8x+12)÷4-5=2x+3-5=2x-2
这样,假定对方告知你最后的结果是22,表演者便作如下的运算:(22+2)÷2=12。因为这22是对方默记数的2倍减2得到的,再倒推回去,自然便是他们默记的数了!
5.心心相印
表演者仍拿着一副牌,向大家说:“现在不必计算了。你们任意默记一张,就以它作基数,我抽出一张牌,你们就默默地加上1,我再抽一张,你们又加上1……这样,我抽了若干张牌后便停止了。奇怪的是,我最后抽出的这张牌竟然与你们默记的那张牌点数相同。——这就叫‘心心相印’”。表演者说罢,将扑克牌展成扇形,请观众背着他任抽一张。众人抽了张“9”,随即又插进全副牌中,并将牌洗了几次。
表演者说:“现在开始,我从这副牌中拿一张,你们便在基数上加1……当你们数到‘25’时,请说声‘停’。”
于是,表演者一张一张地抽牌,众人心里默默地往9上一个一个地加。
一会儿,众人说:“停!”
这时,只见表演者抽出的一张恰巧是9点!
果然心心相印:大家默记的数与表演者最后抽出的数,都是9点!
解:到25停,就是众人默记的牌点与表演者抽牌张数的和是25。扑克牌最大的点数是13。25-13=12,当表演者抽到12张牌时,连同基数的那张牌恰是13。
到这时,表演者不能再随意地抽牌,必须从K(13)开始,按逆序数从大到小顺次抽牌,当对方要求停止时,必然抽到点数与对方默记数是相同的点数。
6.底牌总和
表演者拿着一副完整的扑克,非常自信地说:“这副扑克,你们可以任意将它分成几堆,我虽然没有看见各堆最底层那张扑克的点数,但是我能将各堆最底层那张牌点数的总和都算出来。”
这简直太神奇了!
众人便取来了全副扑克,动手分牌。
“还有几个问题需要说明。”表演者说,“第一,请把A、K、Q、J和大王、小王都当作1;第二,底牌是几点,便用它作基数,每添一张算加1,到10为止,算作一堆,每堆都是这样堆法;第三,最后要告诉我共分几堆,并把无法成堆的余牌交给我。
众人明白了要求后,便秘密地分牌了。
他们分别以A、Q、5、4、3、6、7作为底牌基数,共分成了七堆。最后余下2、4、9、Q不能成10,作为余牌,交给了表演者。
奇怪的是:当表演者知道共分七堆,并接过余牌后,稍做思索,便说:“底牌点数的总和是27!”
众人随即翻开底牌,逐个累加,果然是27。
即:A+Q+5+4+3+6+7
=1+1+5+4+3+6+7
=27
大家重新分堆,又表演了几次,表演者的答案百发百中。
表演者是怎么知道的呢?
解:按照表演者要求的那样,各堆牌存在一定的规律:每堆的基数增加1,这一堆的张数便减少1。例如底牌是1的堆是10张,底牌是2的堆只有9张了,底牌是8的堆只有3张。又因每堆至10张为止,增加一堆,底牌总和便增加11。全副扑克总计54张。
由此,可得出计算公式如下:
底牌点数总和=堆数×11-(54-剩余张数)
=堆数×11+剩余张数-54
根据这个公式,题中的算式是:
7×11+4-54
=77+4-54
=277.数字长龙
表演者说:“咱们来搞个数字长龙吧。”接着他交待了方法:“一共需要11个人参加写数,第一个人写一个不是0的数;第二个人写一个与第一个人不相同的数,也不准写0;第三个人写的数,必须是他前边两人所写数的和;第四个人写的数,又必须是第二、第三两人写数的和,以后都按这样的规律,即后一人写的数是他前两人写的数的和,一直到第11个人为止。”
众人齐声说:“明白了!”
“这样,数字长龙写好后,我只问第一个人和第八个人写的数,便可立即告诉大家:这11个数的总和来。”表演者补充说。
于是有11个人,他们秘密地写下了:
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
471118294776123199322521
表演者问:“第一个人写的数是多少?”
回答:“4”。
“第八个人写的数是多少?”
对方答:“123!”
表演者立即告诉大家:你们11个人写出的数,总和是1357。
大家似信非信,有的用笔,有的用计算器,进行计算验证,折腾了好一会,果然准确无误!
接着,这11个人又重新变换写数,尽管数字排得像长龙,总和不用说就更长了!可是表演者仍然只问第一、第八个人写的数,便立即说出11个人写数的总和了!
解:如果把题中的数字转化成式子,第八个数与总和间的关系,便一目了然。
设第一人写的数为a,第二个人写的数为b,则11个人写的数,便分别为:
①②③④⑤⑥⑦
471118294776
a,b,a+b,a+2b,2a+3b,3a+5b,5a+8b,
⑧⑨⑩
123199322521
8a+13b,13a+21b,21a+34b,34a+55b
相加的结果,十一个数总和为89a+143b=(8a+13b)×11+a,其中8a+13b恰好是第八个数,乘以11又可以简便计算,因而表演者便很快求出:123×11+4=1353+4=1357。8.十问知底
表演者说:“上面是11个人写数,只有11个数。假如扩大范围,在小于1024范围内任想一个数,让你猜,你需多少次才能猜中?”
“这可很难说了,”有人回答说,“把所有的数问遍,需1024次,准猜中了!”
“那还算什么能耐?”表演者说,“我最多只提十个问题,对方也只需要回答‘是’或‘不是’,便可以了。”
有人想了个“187”,说:“我想好了,允许你问一百次,看能猜中不?”表演者说:“最多十问,大家可以作证。”
于是问答开始了。
表演者问:“大于512么?”
对方答:“不是!”
“大于128么?”
“是!”
“大于192么?”
“不是!”
“大于160么?”
“是!”
“大于176么?”
“是”
“大于184么?”
“是!”
“大于188么?”
“不是!”
“大于186么?”
“是!”
表演者大声说:“你想的数在188和186之间,肯定是187了!”
果然没用十问便猜中了!
表演者提的问题,隐含着什么奥妙呢?
解:表演者的问题巧妙地利用了“折半”策略。
1024连续“折半”的结果是:512、256、128、64、32、16、8、4、2、1共十个数。
表演者先折半提问,根据对方回答的“是”或“不是”,用加加、减减折半数字,逐步缩小猜数范围。如问:“大于128么?”对方答“是”,则在128上加它的半数(128+64=192)再问,对方答“不是”,则减去64的折半(192-32=160)……这样继续问下去,最后便“水落石出”了!
折半思想,有着重要的应用价值。
例如,某地的地缆线忽然中断了,数千米长的距离,怎么查找故障?
用“折半”思想便很容易解决。查线员先在发生故障地段的处进行测量,确定故障在哪一端,在有故障的一端,检测下去,逐步缩小范围,最多抽查十处,故障的准确位置便可找到了!
9.招之即来
表演者说:“新学期开始,大家都喜欢一些吉祥话语,互相祝贺,是吧?”
众人齐声说:“当然啦!吉利话让人听起来愉快、舒畅!”
“我可以用数学语言把大家喜欢的吉祥语呼唤出来!”表演者说。
有人说:“我想在新的一年里‘万事如意’!你能召来吗?”
“万事如意!好!”表演者说,“数学语言就叫做3451吧!”
接着表演者要求:“凡是要求这个祝贺语的人,都把自己年龄告诉俐俐,由俐俐算出大家年龄的和。”
一会儿,俐俐回答:“算好了!”
表演者说:“请男同学将这个和用3乘,再加上自己的出生年、月、日数,比如1982年7月5日生,便在年龄和上加1982、7和5,再将自己身高的整厘米数(零头不计)也加上。
“女同学将年龄和用2乘,也加上自己的出生年数、月数、日数和身高的整厘米数”。
不一会,各人都说:“也算好啦!”
表演者接着说:“因为数字9最大,9本身就是吉祥数,请各人将自己的得数用9乘,最后把积的各位数字加起来,直到得出一位数为止。”
按照要求,俐俐的计算过程是: