解密转盘游戏中的数学原理

来源 :发明与创新·中学生 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangsonghuan
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  一天上午,我们在路边看到这样一个游戏:摊贩前面放一张画有转盘的白纸,奖品摆在转盘的周围,有气球、铅笔、橡皮擦、钟表、溜冰鞋等,然后,摊贩拿出一副扑克牌让玩客任意抽出两张,并事先说好向哪个方向转,将抽出的两张扑克的数字相加(J、Q、K分别为11、12、13,A为1),得到数字n,就从n开始按照事先说好的方向转n-1步,转到哪个数字,那个数字前的奖品就归玩客。但唯有转到数字“1”的位置时,如图1,就必须付2元钱,转到其他位置都不必付钱。
  通过一段时间的观察我们发现,所有参与游戏的玩客不是转到要付2元钱的位置即数字“1”,就是转到一些价值较小的奖品位置,而摆放钟表、溜冰鞋等贵重奖品的位置没有一个玩客转到过。
  转盘上有26个位置,获奖的可能性有25/26,需要付2元钱的可能性只有1/26,怎会没有人中大奖呢?其中是不是有“机关”?我们对此展开了探究。
  一、用观察法解密
  1.过程
  从转盘上的任何一个数字开始向左转或向右转,按照小摊贩设定的转法,转到付2元钱的位置所转过的最少步数恰好比这个数字少1(比如数字6,逆时针转5步到付2元钱的位置“1”,顺时针转5步到数字17)。因此,抽到的扑克数字之和无论是多少,或者左转或者右转,按照游戏规定的转法,只有两种结果,一个方向是转到付2元钱的位置;另一个方向是转到奇数的位置,绝对不会转到偶数的位置。
  因为如果抽出的两张扑克牌的数字相加是奇数n,从这个数字开始转n-1(为偶数)步,相当于增加了“偶数”,奇数 偶数=奇数;如果抽出的两张扑克牌的数字相加是偶数n,从这个数字开始转n-1(为奇数)步,相当于增加了“奇数”,偶数 奇数=奇数。
  我们观察转盘上奖品的分布发现,钟表、溜冰鞋这类价格高的奖品都放在偶数字前,而奇数字前只有气球、铅笔等价值较小的奖品。因为按照摊贩规定的游戏玩法,无论怎么转也转不到偶数字的位置,所以玩客就得不到价格高的奖品了。
  2.结论
  通过观察分析,我们发现了游戏的骗人“机关”:每转一次只有两种可能,要么转到付2元钱的位置,要么转到奇数字位置,玩客付2元钱与得到小奖品的概率都是1/2,相当于将每件价值几角钱的小物品用2元钱的价格卖出去。因此,玩客玩的次数越多,输的可能性就越大。
  二、用归纳法解密
  1.过程
  因为n是两张扑克牌的数字之和,所以1
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