數學遊戲

抓氣球的遊戲(the game of chomp)

抓氣球的遊戲(the game of chomp)
國立台灣師範大學數學系許志農教授/國立台灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

這裡要介紹的這道遊戲,有人稱它為 Chomp 的遊戲。我是在北一女演講時,想要做科展的學生問我這道遊戲,才知道這道有趣的遊戲。事實上,學生們也是從許介彥教授的一篇文章裡得知 Chomp 這道遊戲。數學概念「對稱」隱藏在這道遊戲裡,希望玩者可以很快的掌握這道「對稱之美」的遊戲。

華容道(Chinese Slider Puzzle)

華容道(Chinese Slider Puzzle)
國立臺灣師範大學數學系許志農教授/國立臺灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

華容道、孔明棋和魔術方塊被喻為世界三大不可思議的益智遊戲,其中華容道是一道滑板遊戲,出自三國演義中「關羽橫讓捉放曹操」的情節。事實上,華容道是中國古代的一個地名,相傳當年曹操在赤壁之戰後曾經敗走此地。由於當時的華容道是一片沼澤,所以曹操大軍要割草填地,不少士兵更慘被活埋,慘烈非常。

由於地理的變遷,到了明朝時,華容道已經由一個沼澤變成一片樹林。因此,當羅貫中撰寫《三國演義》時,亦根據當時的地理環境,寫關羽在樹林裡截擊曹操,這件事其實並沒有歷史根據。

圍貓遊戲(Chat Noir)

圍貓遊戲(Chat Noir)
國立台灣師範大學數學系許志農教授/國立台灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

「圍貓遊戲」是線上遊戲的一種,其目的除了好玩之外,還可以測試玩者的決策能力。在佈滿圓形的長方形棋盤上,每個圓形都與六個圓形相連,一隻貓立於棋盤中央的圓形內,玩者每次將一個圓形塗黑來圍堵貓,但貓可以往尚未被塗色的隔壁圓形移動。在玩者圍堵與貓移動的輪流遊戲過程中,若貓被圍住,則玩者贏,否則就是貓逃脫成功。下圖是貓被圍住的一種情形:

井字上翻烏龜(A Turtle Game)

井字上翻烏龜(A Turtle Game)
國立台中女中數學科賴信志老師/國立台灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

摘要:旺宏教育基金會從 2002 年開始,每年舉辦「旺宏科學獎」,該基金會認為科學教育的扎根,在高中階段最顯重要,創新獨立的思考如能從高中階段開始培養,學生的創造力及潛力將超乎想 像。旺宏科學獎的獎項有金牌獎、銀牌獎與優等獎,優於金牌獎的作品可得旺宏獎(此獎項可從缺)。這裡所要介紹的這道遊戲來自第三屆旺宏科學獎的旺宏獎作品。

在井字形的九宮格內隨意放置行走或縮頭狀態的九隻烏龜,如下圖所示:

每次只能點選其中的一隻烏龜,被點選的烏龜及與其相鄰的烏龜會改變狀態,即行走狀態的烏龜會變成縮頭狀態的烏龜,而縮頭狀態的烏龜會變成行走狀態的烏龜。遊戲的目的就是要將九隻烏龜都變成行走狀態

鋸木板遊戲(The Game of Sawing planks)

鋸木板遊戲(The Game of Sawing planks)
國立台中女中數學科賴信志老師/國立台灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

鋸木板遊戲源自於許志農教授戲說數學中的一個遊戲,規則如下:給一塊畫有 $$5\times 5$$ 或 $$6\times 6$$ 方格的木板,兩位玩家輪流切割一個單位的長度,先將木板鋸成兩塊者輸。

阿基米德的胃痛拼圖(stomachache puzzle)

阿基米德的胃痛拼圖(stomachache puzzle)
國立台中女中數學科賴信志老師/國立台灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

摘要:本篇將介紹一道差一點就消失,而且是世界上最古老的拼圖遊戲…胃痛拼圖。

這裡我們將介紹一道差一點就消失,而且是世界上最古老的拼圖遊戲。在加州史丹福大學同步輻射實驗室,古文物復原專家運用紫外光與數位圖像電腦處理技術,讓阿基米德發明的一道遊戲重現天日。

在1998 年10 月30 日,《紐約時報》頭版登了一則報導:紐約佳士得拍賣會上,有一本其貌不揚的古書,以美金 200 萬的高價成交。從外表看,這本書就像是中世紀某位修士的祈禱書,磨損不堪,布滿燒焦、水漬、發霉的痕跡。然而在祈禱文的下方,隱約可看見幾乎被擦拭掉的、傳抄自古代科學家阿基米德的抄本。

四方連塊的正方形拼圖遊戲

四方連塊的正方形拼圖遊戲 (The Puzzle of Tetrominoes)
國立臺中女中數學科賴信志老師/國立臺灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

摘要:多方塊的矩形拼圖(Tiling the rectangle)是一個有趣而常見的拼圖遊戲,它的基本規則是:每一種等面積的多方連塊至少都用一個來拼一個矩形。「四方連 塊」(tetrominoes)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,所形成之五種不同形狀的幾何平面圖形。本文探討四方連塊的 拼圖問題。

多方塊的矩形拼圖(Tiling the rectangle)是一個有趣而常見的拼圖遊戲,它的基本規則是:每一種等面積的多方連塊至少都用一個來拼一個矩形。「四方連塊」(tetrominoes)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,所形成之五種不同形狀的幾何平面圖形,如下圖所示,分別為 L 型、Z 型、O 型、I 型、T 型。