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关于一种新花样躲2倍的数学小故事

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2013-11-11

小明:2,3,5,7,8,9,11,12;

小亮:1,3,4,7,9,10,11,12。

这时两个人的牌里都没有二倍关系,都是成功的。算一算点数,得到

小明:2+3+5+7+8+9+11+12=57;

小亮:1+3+4+7+9+10+11+12=57。

两人的分数相等。小明停止翻牌,小亮也停止翻牌,握手言和。

为什么两个人都小心翼翼,不再翻牌呢?难道不想取胜吗?

原来,玩这种“二倍二倍快躲开”的游戏,有一个规律:最多只可能翻出8张成功的牌。如果冒险翻第9张牌,就怎么也躲不开二倍关系,必输无疑。这是在数学里已经证明了的,因为这种扑克游戏来源于一道数学竞赛题。这是小学数学奥林匹克邀请赛的一道初赛试题,是填空题,原题如下:

从1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12中至多能选出____个数,使得在选出的数中,每一个数都不是另一个数的2倍。

答案是8个数。

从上面小明和小亮的牌局里,已经看到能选出8个数的两组实例。为什么选9个就一定出现二倍关系呢?

首先考虑那些肯定不会有二倍关系的数。它们是:7,9,11。

这3个数可以全部选出来。

其次,有两个数组成一对二倍关系的小圈子,它们是:(5,10)。

所以,在5和10这两个数里,可以选出1个,也只能选出1个。

再其次,有3个数组成两对二倍关系,它们是:

(3,6),(6,12)。

所以,在3个数3、6、12中,至多可以选出两个数3和12。

最后,还剩下4个数,它们组成二倍关系的连环套:

(1,2),(2,4),(4,8)。

所以,在4个数1、2、4、8中,至多可以选出两个数,或者是1和4,或者是2和8,或者是1和8。

总而言之,不含二倍关系,至多可选出的个数是

3+1+2+2=8(个)。

这正是问题所需要的答案。同时也确定了全部不含二倍关系的8数组,它们是:

①7,9,11;3,12;5;1,4。

②7,9,11;3,12;5;2,8。

③7,9,11;3,12;5;1,8。

④7,9,11;3,12;10;1,4。

⑤7,9,11;3,12;10;2,8。

⑥7,9,11;3,12;10;1,8。

其中第⑤组各数的和最大,和是62。可见在扑克游戏“二倍二倍快躲开”里,胜利者能取得的最高点数是62。

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