书城教材教辅中学理科课程资源-漫话数学故事
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第42章 奇妙的三兄弟

自古以来,在我国各地,就流传着多种多样的智力游戏。其中,有的流传至今,深受欢迎。

最近,见国外介绍一种叫做“拣石子”的游戏,明确指出是从中国学来的,有的学者还就此写了论文。可惜它究竟起源于我国什么朝代、流传情况如何,已经无从查考了。

这个游戏的玩法非常简单,只要在地上拣些小石头或者小树杈,分成两堆,每堆的个数可以是任意的,只要不相等就行。玩的规则如下:

1.两人轮流拿石子,每次可以从一堆石子中,任意取一颗或者几颗,直到把一整堆石子全部取走。也可以从两堆中,任意取走相等数量的石子。

2.每次轮到谁拿,他至少得拿一颗石子,不允许弃权,即一颗都不拿。

3.谁拿光剩下的石子,就算他赢了。

说也奇怪,这个看起来十分简单的游戏,要想十拿九稳取得胜利,很不容易。不知道取胜诀窍,马虎大意随便拿,只能一输到底。诀窍在哪里呢?

先请看这张表:

表中第一排数,是表示拿石子的先后顺序的。第二和第三两排数,叫做A数列和B数列,数列中相应的数构成一对。例如第五对是(8,13),第九对是(14,23)。

序数123456789101112A数列134689111214161719B数列257101315182023262831你想取胜,只要记住:在每次取走石子以后,要是能使留下的石子个数,和表中A数列和B数列的某一对相符合,就必胜无疑了。所以,你可以把(1,2),(3,5),(4,7),……这些数叫做“胜利之数”。举一个例子。

开始时,两堆石子分别有7颗和11颗(用■表示石子):

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要是你先拿,就可以在第二堆中取走7颗石子,使它成为:

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注意,这对(4,7),是表中的第三对。以后,不管对手怎样动作,你总是稳操胜券了。要是对手从两堆石子中各拿掉一颗,使它成为:

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这时,你就可以再从第一堆中取走一颗石子,使留下的石子数,是表中第二对(3,5):

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这样一步一步,从表中较大的一对数,逐渐过渡到较小的一对数,就可以保证你拿到最后的一颗石子。

你可能要问:表上一对一对的数那么多,又看不出有什么变化规律,这怎么记得住呢?

是怪别扭的,不好记。可这正是游戏的奥妙所在!

说到这里,讲一个“无理数三兄弟”的故事给你听。因为这个故事和拣石子有密切关系。

在数学里,不循环无限小数叫做无理数。它是一个庞大的家族,成员比有理数家族多得多。在这个家族里,有三兄弟的模样和脾气特别相像,它们分别是2.618、1.618、0.618。

在这三兄弟中,老三来头不小,它随同华罗庚教授奔走大江南北,在推广优选法中立下了汗马功劳,这就是有名的0618法。优选法里用0618最好,这是1953年一个美国人发现的。为什么0618最好?国外虽有一些证明,可都是不正确的,华罗庚指出了这一点。随后,我国青年数学家洪加威,在1973年首先发表了一个严格的证明。

从历史上来看,老三早在古希腊、罗马时代,就已经名扬四海,叫做“黄金分割数”,和绘画、雕刻、建筑等都结下了不解之缘。

三兄弟友爱相处,亲密无比,它们之间的奇特联系,说出来令人大吃一惊。不信,老二和老三相乘是互为倒数。在一切实数中,只有惟一的这样一对具有倒数关系的正数,而它们的差是1。

老大和老二的关系也很不平常。老大正好是老二的平方,而它们的差是1。在全部实数中,具有这种关系的一对正数,也是独一无二的。