作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
在1954年南加州大學數學教授葛羅布(Solomon W. Golomb)用五塊大小相同的正方形,於平面上任意相互連接,在扣除旋轉、鏡射、翻轉之情況下,組合出12種不同形狀,稱為「等積異形五方連塊」,這是「方連塊」的起源。後來,俄羅斯數學家利用四方連塊設計出落下型益智遊戲,風靡全世界,稱為俄羅斯方塊遊戲。
 
 
所謂四方連塊是指將四塊方形拼湊在一起的可能情形,在要求必須相連的情形下,只會有如下的5種情形(翻轉後相同者視為同一種):
 
 
閱讀全文:5 四方連塊拼圖
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
到過國立台灣師範大學數學系館的人,都會在玄關處停下腳步,欣賞ㄇ字形展覽櫃的數學教具與益智遊戲模型,有胃痛拼圖,魔術方塊,幻方,紙作的立體幾何,鸚鵡螺剖面圖等各類數學模具。
六角拼圖就是展覽櫃內的一道拼圖的數位版,它是由六邊形拼盤與九塊形狀互異的多邊形組合而成,如下圖所示:
 
這六邊形拼盤是邊長2與3交錯而成的平行六邊形,盤內總共可以分割成37個小的正三角形,而九塊多邊形也多是由小正三角形拼湊而成。
 
閱讀全文:6 六角拼圖
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
建中九十年度推甄科學能力試題的第十五題,是一道益智遊戲題,大意是說:木匠有一塊木板,他想沿著虛線將它鋸成若干塊,然後拼成一張正方形的桌面。鋸成的塊數越少,表示使用的方法越好,最棒的鋸法是幾塊呢?

這問題有許多種不同的鋸法,找出自己的鋸法?

 
閱讀全文:7 鋸木為方…如何拼出正方形
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
「四方連塊」是指四個單位正方形以邊與邊相連接而成,並扣除圖形旋轉、鏡射,所形成之不同形狀的幾何平面圖形。四方連塊有五種圖形,如下圖所示,分別為I型、L型、O型、Z型、T型:
 
 
使用四方連塊作拼圖是最常見的益智遊戲,但是要拼出正方形卻有點困難。

請完成下列三款四方連塊拼圖:
(1)(平均型在使用I型、O型、Z型、T型各兩塊及L型一塊共計九塊的情形下,將6×6的正方格拼滿。
(2)(懸殊型在使用I型、O型、L型各一塊,T型兩塊及Z型四塊共計九塊的情形下,將6×6的正方格拼滿。
(3)(組合型在使用I型、O型各一塊,T型兩塊,Z型兩塊及L型三塊共計九塊的情形下,將6×6的正方格拼滿。

閱讀全文:8 四方連塊拼正方形遊戲…讓俄羅斯方塊縈繞我心
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
經典廣告詞「鑽石恆久遠,一顆永流傳」是戴比爾斯(DE BEERS)的商品表徵,這家世界鑽石市場龍頭公司甚至在國內申請此句話的商標註冊,而且獲准。事實上,鑽石要恆久遠,必須是顆好的鑽石,同樣地,好的遊戲讓人百玩不膩,可以一直流傳下去,也會有「遊戲恆久遠,一道永流傳」的效果。你認為哪道數學遊戲有這種永恆的功效呢?
 
這裡要介紹一道有趣的遊戲,把它叫做「砌磚遊戲」。眾所周知,磚塊是長方形的建材,在這遊戲中,每塊磚頭都是1×2或者2×1的大小,在6×6的正方形牆壁上,甲﹑乙兩人輪流砌磚塊,每次每人必須砌一塊磚頭,擺放的方向可以是水平的,也可以是鉛直的,但不能夠重疊。下圖是甲砌編號1號磚塊,而乙砌編號2號磚塊的情形:
 

在無法繼續砌磚塊者算輸的條件下,誰有必勝的策略,又其策略為何?

這道遊戲的難處在「磚頭可以橫著放,也可以豎著擺,而且可以有間隔」,如下圖所示:
 
在上圖的砌磚過程中,因為先玩的甲砌了編號13號磚塊後,乙無法利用剩下的空格繼續砌磚塊,所以後玩的乙輸。
關於這遊戲,我們可以把它延伸到其它大小的牆壁,例如大小為6×5或者5×5的牆壁。當你砌過大小不同牆壁之後,或許會發現「所要採取的砌磚策略大不相同」,但究竟什麼概念左右砌磚遊戲的輸贏呢? 
閱讀全文:9 砌磚遊戲…橫與豎的對抗