作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
與數字相關的遊戲多到數不清,有猜數字,請問芳齡,數獨…等,這類遊戲都需要一點算術當基礎,而且它們的設計原理也是在利用一些算術的性質。這裡我們將要介紹一道與算術有關的遊戲。
1,2,3,4,5,‧‧‧,13
這13個數字讓甲﹑乙兩人輪流拿取,並計算其總和,拿取規則與輸贏判定如下:
(1) 每次只能選取一個數字,且選過的數字不能再選。
(2) 經過六輪選取後,當數字總和為3的倍數時,乙贏;非3的倍數時,甲贏。
 

問:先玩的甲或後玩的乙有必勝的策略,又其策略為何?


 
這是一道算術遊戲而且必須逆向思考才容易得到誰有必勝的策略,在考慮必勝策略之前,先算一下十三個數字的總和
1+2+3+‧‧‧+13=91.
從91這個數字,你已經看出或者察覺誰有必勝策略了嗎? 
 
站在乙的立場,因為91是被3除,餘數為1的數字,所以乙必須在最後一輪拿取之後讓留下的數字也是被3除,餘數為1的數字,即
1, 4, 7, 10, 13
等五個數字,稱它們為地雷數字。又因為每人可以拿取6個數字,而地雷數字僅有5個,
所以當甲把這5個地雷數字拿走後,後玩的乙就必輸無疑(原因是最後不可能留下地雷數字了)。因此,這道遊戲是先玩的甲有必勝的策略,而其策略就是趕快把被3除,餘數為1的地雷數字取走。
如果甲在六次拿取中,有兩次忘了取地雷數字,那麼乙可能有機會獲勝,乙只要在六次拿取中不要取地雷數字,最後就會剩下地雷數字,因此獲勝。
 
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