如何理解電影《X Y》中用數學思維論證翻紙牌的那道題?

時間 2021-06-01 03:50:40

1樓:

這道題能用歸納法做,而且很簡單。設有n個紙牌的時候結論成立。假設有(n+1)個紙牌,如果只翻後n張紙牌,則由歸納假設,過程必終止。

如果翻第一張紙牌,必有一次第一張紙牌被翻為朝上,則有歸納假設可知對後n張紙牌的反面過程必然終止。

2樓:Pointtttt

問題的表述如下:

1.有20張撲克牌,全部正面朝下;

2.定義乙個動作:找到一張正面朝下的牌,將這張牌和它右邊的一張牌翻面;

3.證明這個動作無論進行多少次,最後總會因無法進行而結束(所有面都朝上)。

原作解答:

1.設所有正面朝下的牌為1,正面朝上的牌為0,得到乙個二進位制數;

2.動作只會對這個數產生兩種影響:乙個是將'11'變為'00',另乙個是將'10'變為'01';

3.上述情況無論發生在哪兩位上都只會使整個數變小,而這個數最後會變成0,也就是所有正面都朝上,此時動作因無法進行而結束。

電影中的證明採用的是將問題轉化為乙個數學模型的思路,這在奧數中是相當重要的思維方式。鄙人不才,想不到這麼巧妙的證明方式,不過倒是想到了一種用遞迴直接證明的方式。

我的證明:

1.設總共n張牌(n為正整數且n>2)。當n為偶數時,無法繼續的情況為所有牌都正面朝上。當n為奇數時無法繼續的情況為只有最後一張牌正面朝下;

2.對於任意的n都有:最左邊的一張牌一旦被翻就不可能被翻回來,此時問題變為n-1張牌;

3.以此類推,最後n變為2張牌。顯然,只剩2張牌時我們只能將這兩張牌翻過去,然後變成了無法繼續的情況;

4.關於第2步的另一種情況:始終不去翻最左邊的那張牌。此時問題依舊可以變為n-1張牌的情況,已證此情況最終會無法繼續,此時不得不去翻第一張牌,於是變回第2步所說的那種情況。

5.綜上,對於所有的n≥2,最終都會進行到無法繼續的情況。

6.n可以取20,證明完畢。

3樓:李樑

昨天看的這電影看得熱血澎湃的...不多廢話,原題目大意是有20張依次全部朝下的紙牌,現定義一種動作,該動作將一張朝下的紙牌翻面同時將該紙牌右側的牌翻轉(朝上的翻下,朝下的翻上),試證明該動作最終會結束...

電影中解答思路是這樣的,首先將這20張紙牌看成乙個20位的2進製數,1表示朝下的紙牌,0表示朝上的紙牌,所以一開始這個數是111.....111(20個1),如果選擇其中一張紙牌翻面進行上述定義的動作

原來的數111...「11」...111(選擇其中的兩個1分析)

就會變成這樣111..."00"...111(兩個1的第乙個1是所選擇的朝下的牌,由1變0,同時翻轉右側的牌,所以第二個1也要變成0)

由「11」變成「00」,由2進製得知數變小了

這樣執行一段時間後數可能會變成這樣111..."10"...001(還是選擇其中的兩個數"10"進行分析)

對「10」中的「1」進行定義動作,同時將「10」的「0」進行反轉,於是就變成「01」,這樣數還是會變小

由此得知,每一步的動作都會使這列數變小,但因為不能使乙個正整數一直變小(以整數為單位)而不使它成為負數,所以得知,該定義動作最終會結束,也就是說最後這列數會最終變成000....000(20個0)證畢。

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