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三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧

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数学无处不在, 数学是一切科学技术的基础!特别是在信息科技迅猛发展的今天, 数学更是人们通往科学高峰的阶梯。今天我们来分享三个有趣的数学小游戏,希望能够和广大读者一起体味数学之美, 感悟数学之趣。


1

鲍西娅的肖像在哪里


数学家斯摩林根据莎士比亚的名剧《威尼斯商人》中的情节改编了一道题:女主角鲍西娅对求婚者说“这里有三只盒子:金盒子、银盒子和铅盒子。每只盒子的铭牌上各写有一句话。三句话中只有一句是真话。谁能猜中我的肖像放在哪一只盒子里谁就能作我的丈夫。”


金盒子上写着:肖像不在此盒中.
银盒子上写着:肖像不在此盒中.
铅盒子上写着:肖像在银盒中.


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_问题分析


问答题

三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_02请问鲍西亚的肖像在哪个盒子里呢?为什么?

答案:肖像就在金盒子中

点击空白处出现答案



本题难度:★


问题分析:


本题与上一题类似,仍然可以假设某一个盒子上写的话是真的,然后以此作为逻辑起点进行推导,如果推出矛盾则说明原假设是错误的。


我们不妨假设金盒子上的话是真的,那么其他盒子上的话就都是假的,则有:


图1-1 假设金盒子上的话是真的而推出矛盾


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_问题分析_03

所以金盒子上的话肯定是假话。这样我们就能直接得出结论:肖像就在金盒子中。


如果我们假设银盒子上的话是真话,那么是推导不出矛盾的,实际上银盒子上的话确实是一句真话。如果我们假设铅盒子上的话是真话,那么是可以推导出矛盾的,所以铅盒子上的话也一定是假话,但是它并不能直接推导出本题的结论。



2

奇怪的村庄


传说有这样两个奇怪的村庄,A村的人在星期一、星期三、星期五说假话;B村的人在星期二、星期四、星期六说假话,在其他日子他们都说真话。有一天一个外乡人来到了这里,见到了A村和B村的两个人,这个外乡人分别向这两个人询问今天是星期几,这两个人都说:“前天是我说假话的日子”。请问这一天是星期几?


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_04


问答题

三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_02请问这一天是星期几?

答案:外乡人一定是星期一来到这里

点击空白处出现答案


本题难度:★★


问题分析:


首先我们可以根据题目的描述列出A村人和B村人哪天说真话,哪天说假话,这样便于我们进一步分析推理。


表2-1所示为A村人和B村人说真话和假话的日期分布。


表2-1 A村人和B村人说真话和假话的日期分布


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_06


我们可以假设外乡人是星期X来到这里,然后以此作为逻辑起点进行推理,如果在推理过程中发生矛盾,则说明我们的假设是错误的,然后再修改假设继续推理,最终就可以找出正确的答案。


1、 假设这一天是星期一

根据表2-1,这一天A村人一定说谎话,B村的人一定说实话。那么对于A村人,前天(也就是星期六)是说实话的日子,而B村人是说谎话的日子。所以如果这一天是星期一,A村人会说“前天是我说谎的日子”(因为星期一的A村人说谎话);而B村人也会说“前天是我说谎的日子” (因为星期一的B村人说实话)。因此如果这一天是星期一是不矛盾的。


2、 假设这一天是星期二

根据表2-1,这一天A村人一定说实话,B村人一定说谎话。那么对于A村人,前天(也就是星期日)是说实话的日子,对于B村人也是说实话的日子。所以如果这一天是星期二,A村人会说“前天是我说实话的日子”(因为星期二的A村人说实话);而B村人也会说“前天是我说谎的日子” (因为星期二的B村人说谎话)。因此这个结论就与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的。


3、假设这一天是星期三

根据表2-1,这一天A村人一定说谎话,B村的人一定说实话。那么对于A村人,前天(也就是星期一)是说谎话的日子,而B村人是说实话的日子。所以如果这一天是星期三,A村人会说“前天是我说实话的日子”(因为星期三的A村人说谎话);而B村人也会说“前天是我说实话的日子” (因为星期三的B村人说实话)。所以与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的。


4、假设这一天是星期四

根据表2-1,这一天A村人一定说实话,B村人一定说谎话。那么对于A村人,前天(也就是星期二)是说实话的日子,对于B村人是说谎话的日子。所以如果这一天是星期四,A村人会说“前天是我说实话的日子”(因为星期四的A村人说实话);而B村人也会说“前天是我说实话的日子” (因为星期四的B村人说谎话)。因此这个结论就与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的。


5、假设这一天是星期五

星期五的情况跟星期三的情况一样,A村人会说“前天是我说实话的日子”,B村人也会说“前天是我说实话的日子”,所以这个结论就与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的


6、假设这一天是星期六

星期六的情况跟星期四的情况一样,A村人会说“前天是我说实话的日子”,B村人也会说“前天是我说实话的日子” ,所以这个结论就与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的。


7、假设这一天是星期日

因为星期日A村人和B村人都说实话,所以这一天A村人会说“前天是我说谎的日子”(因为星期五A村人说谎),B村人会说“前天是我说实话的日子”(因为星期五B村人说实话)。所以这个结论就与题目中所述的“两个人都说‘前天是我说谎的日子’”产生矛盾,因此这个假设是错误的。


综上所示,外乡人一定是星期一来到这里。



3


小镇上的四个朋友


四个好朋友住在同一个小镇上, 他们的名字叫柯克、 米勒、 史密斯和卡特。他们各有不同职业:一个是警察, 一个是木匠, 一个是农民, 一个是大夫。有一天, 柯克的孩子腿断了, 柯克带他去见大夫;大夫的妹妹是史密斯的妻子;农民尚未结婚, 他养了许多母鸡;米勒常在农民那里买鸡蛋, 警察和史密斯是邻居。 


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_07



问答题

三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_02请根据以上的叙述分析他们四个人的职业各是什么?

答案:柯克是警察, 米勒是大夫, 史密斯是木匠, 卡特是农民

点击空白处出现答案


本题难度:★★★


问题分析:


对于这类信息量较大,且不容易看清信息之间内在逻辑关系的推理问题,我们可以使用表格作为工具来帮助推理分析。


首先从题目中给出的已知信息可以推导出以下结论:因为柯克带儿子去看病, 显然柯克不是大夫;因为大夫的妹妹是史密斯的妻子, 所以史密斯不是大夫;因为农民尚未结婚, 所以史密斯不是农民, 柯克也不是农民 (因为他们已结婚);因为米勒常在农民那里买鸡蛋, 所以米勒不是农民;警察和史密斯是邻居, 因此史密斯不是警察。将上面这些推理的结果总结到表3-1中,我们就能看出一些端倪。

表3-1 “小镇上的四个朋友”推理结论1


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_微信_09

表3-1将上面推理的初步结论加以总结。从这张表中我们可以清晰地看出史密斯一定是木匠,因为从上述零散的信息中我们已经推理得知史密斯不是警察、农民和大夫,所以他只能是木匠。这样又可得到第二张推导结论表3-2。

表3-2 “小镇上的四个朋友”推理结论2


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_问题分析_10


从表3-2中可以清晰地看出柯克一定是警察,因为已有的结论表明柯克不是木匠、农民和大夫,所以他只能是警察。这样又可得到第三张推导结论表3-3。


表3-3“小镇上的四个朋友”推理结论3


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_推理过程_11


我们离最终的结论又近了一步!从表3-3中我们可以清晰地看出米勒一定是大夫,因为已有的结论表明米勒不是警察、木匠和农民,所以他只能是大夫。而卡特则一定是农民。这样就可以得到最终的推理结果,如表3-4所示。


表3-4“小镇上的四个朋友”推理结论4


三个有趣又烧脑的数学小游戏,一起来玩吧_微信_12


最终的结论是:柯克是警察, 米勒是大夫, 史密斯是木匠, 卡特是农民。


回顾本题我们可以看出,这类给出了很多看似杂乱无章信息的逻辑推理题,只要我们将这些信息逐条理清并进行分析推理得到初步结论,再将这些初步的结论总结到一张表格中,然后在此基础上进一步分析推理,不断完善充实这张表格,最终就会推理出问题的答案。


-End-



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