“定鸡术之谜”是什么?
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先来简单了解一下定鸡术之谜。
“定鸡术”是指一种古老的算术伎俩,常常被使用在民间花样繁多的魔术节目中。它的名字由来是因为指定一个数字后,魔术师能够藉由接受僵硬的问题和答案,仅仅通过几次的推理和确认,找出指定的数字。而“定鸡术之谜”则是“定鸡术”中最经典最有名的一个。这个问题是许多数学家、计算机科学家和亦步亦趋的观众分析研究过的一个导致全球惊愕的问题。
推理过程很简单,假设魔术师要求看官在一个笼子里放入若干只鸡,留下一部分数目的答案。然后,再透过阐述一个前提,例如是“其中的母鸡的数量为偶数”,帮助魔术师推论如何确定剩下鸡的数目。于是,魔术师凭借答案和前提的确认,就能在观众目前的翻页和叹赏声之中将笼子中鸡的总量权数一一揭晓。
数学原理和算法
那么这个问题的解思路是什么呢?其实,经过一番数学相关的推理,我们不难找到答案。
首先,我们设笼子中“母鸡”的数量为x,“公鸡”的数量为y,“小鸡”的数量为z。
我们可以列出以下式子:
(1)x+y+z=100
其中100则代表了笼子中的鸡的总量。
在魔术师询问母鸡数量为奇数时,我们可以列出以上几组式子:
(2)x=2w
(3)y=2u+1
(4)z=2v
式子(2)中的w代表对2取余数等于0的数,式子(3)中的u代表对2取余数等于0的数。
在这个基础上,我们写出来这个费氏数的性质:
(5)u-w-v=25
引入以上式子于式子(1)后,可以得到:
(6)5w+7u+2v=100
在式子(6)中,将v看为待定的,我们可以列出以下几个v的取值范围及代表的意义:
当v=0时,则:
(7)u=14, w=3
(8)x=6, y=27, z=67
证明母鸡的数量为偶数;
当v=1时,则:
(9)u=12, w=4
(10)x=8, y=23, z=69
证明母鸡的数量为偶数;
当v=2时,则:
(11)u=10, w=5
(12)x=10, y=19, z=71
证明母鸡的数量为偶数;
当v=3时,则:
(13)u=8, w=6
(14)x=12, y=15, z=73
证明母鸡的数量为偶数;
当v=4时,则:
(15)u=6, w=7
(16)x=14, y=11, z=75
证明母鸡的数量为偶数;
当v=5时,则:
(17)u=4, w=8
(18)x=16, y=7, z=77
证明母鸡的数量为偶数;
当v=6时,则:
(19)u=2, w=9
(20)x=18, y=3, z=79
证明母鸡的数量为偶数;
最后,总结这个问题的解:总数为100只鸡,母鸡数量为50只。如果魔术师推测母鸡数量为偶数,那么我们可以确定公鸡小鸡的数量分别为23和27只。
在这个问题的解思路中,数学是不可或缺的工具。算法的根基是用数学方法把原问题归纳了,换而言之,用符号等数量方式处理问题,这才允许我们得出正确的答案。采用自动减少假设算法可以极大地降低魔术师选错的概率,让整个问题的难度大大降低。而观众也会感到更加震惊和不可思议,甚至不明白究竟发生了什么事!