作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
這裡所要介紹的遊戲是改編自香港網站上「機靈金幣」的遊戲。在下圖中,有三隻雞與三隻鴨排成一列,中間沒有空格,而且左邊三隻為雞,右邊三隻為鴨。每次只能抓取相鄰的兩隻,並將他們移動到其它相鄰的兩個空格上,不可以交換雞與鴨的左右次序。當三對雞、鴨(即三隻雞與三隻鴨)相鄰地排成一排,而且雞與鴨剛好相間(雞與鴨相鄰)時,完成遊戲:
 
要完成三對雞、鴨相間的排列並不困難,我們的要求是:最少可以在多少次的抓取內完成它。經過練習之後,相信讀者可以找到三次的抓取方法。這裡把抓取遊戲延伸為以下的遊戲:
 
閱讀全文:1 雞同鴨講…相間何太急
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
記得鄉下的魚塭在夏秋之際都會將水排掉,讓魚塭可以曝曬太陽,增加養分,曬過太陽的魚塭,在冬天裡,魚﹑蝦﹑螃蟹就有充足的微生物當食物,養出來的魚蟹才會肥胖。每當魚塭的水被排乾時,橫行的螃蟹就會沒入泥巴裡,以為這樣就不會被發現。
 
事實上,螃蟹橫行的腳印會透露出他躲藏的地點,只需跟著腳印走,就可以順藤摸瓜似的抓到螃蟹。這是小時一個有趣的尋蟹之旅,但是有一個問題是需要推敲的「螃蟹橫行的腳印是彎曲的路徑,到底他是從哪一頭往哪一邊橫行呢?」搞錯方向就必須回頭才能抓到螃蟹,有點費時。
在一本原文書上,我看到一道這類遊戲的腳踏車版,這道數學遊戲出自一本原文書的封面故事:
 
閱讀全文:2 腳踏車的軌跡…向東或向西騎呢?
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
畫家將人們生存的三度空間之事務畫在平面的畫布上,要畫得逼真,需要一點空間的幾何學,同樣地,卡通電影想要在平面的布幕上呈現立體效果也需要空間的幾何學。我們的紙張,黑板與電腦螢幕都是平面結構,想要在上面呈現立體圖形可要仔細思考一番。
 
數學家在講解立體圖形時,經常利用平面的展開圖來解說,所謂的展開圖就是將立體圖形沿著某些稜線切開,讓立體圖的表面可以貼平在平面上,而這個貼平的平面圖形就是所謂的展開圖。事實上,只要是在平面上呈現立體圖形,都會有些許的不適應,例如,下圖是一群螞蟻繞行立體的莫比烏斯帶之平面描述圖:
 
妳完全看清楚螞蟻繞行的路徑了嗎?這裡我們要讓讀者思考一道香港青少年數學精英選拔賽的試題,它與正十二面體的展開圖有關: 
 
閱讀全文:3 正十二面體的展開圖…從平面看立體的世界
作者:國立台灣師範大學數學系教授 許志農
 
每個人都有兩隻手,在亂點鴛鴦譜的活動中,每人的每一隻手都恰與另一隻手(可以是自己的另一隻手或他人的手)握住。這時所有人的手交錯揪成一團,但是仔細辨識,還是可以區分哪幾個人是相連在一塊的,這些相連在一塊的人剛好圍成一個圓圈。最小的圓圈就是自己的兩隻手握在一起,再來就是兩個人的兩隻手互相握在一起,形成兩個人的圓圈,…。
 
 

如果只有三個人,那麼圍出的圓圈數之期望值是多少呢?

 
這道問題也可以抽象為:隨手取出n條線直線,共計有2n個端點,首先將兩個端點綁在一塊,再將另兩個端點綁在一塊,如此進行下去,把最後的兩個端點也綁在一塊。此時,這n條線直線會圍成數個圓圈,令En代表所結圓圈數的期望值。
閱讀全文:4 亂點鴛鴦譜…圓圈數
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