在一種簡化的飛鏢靶盤上只有兩個區域(見圖):
內圈11分,外圈4分。
比賽的人輪流投擲飛鏢,并累積計算各人的總分,先達到預定分數的人贏。
當凱蒂和海倫在玩這個游戲時,她們發現不論怎么玩就是無法達到某些分數,如21分。于是她們坐下來,拿出紙和筆,研究到底有哪些分數是無法達到的。結果她們發現,只要超過某個分數之后,任何分數都可以達到。因此她們約定將來再玩時,所設定的目標分數一定要夠大才行。
請找出無法達到的總分。
如果改變內圈與外圈的分數,對于目標分數的形式會有何影響?
如果內圈是m分,外圈是n分,你能找出計算無法達到的最大總分是多少的公式嗎?
答案與分析:
在11分以內,只有4的倍數可能達到。11和12當然也可能。如果13是可能的,它必須等于先前可能達到的分數加4或加11,但是13-4=9,13-11=2,9和2都是不可能的,因此13分也是不可能的。同理,14是不可能的,但15是可能的,因為15-4=11。繼續依同樣的方式推算,可以證明29是不可能達到的,但之后的
30=2× (11)+2×④
31= +5×④
32= 8×④
33=3×)
有4個連續可能達到的分數,因此之后的4個連續分數也必定是可能達到的,因為:
34=30+4 35=31+4 36=32+4
37=33+4
故以歸納法推論,任何大于29的分數都可以達到。
不可能達到的分數如下:
1,2,3,5,6,7,9,10,13,14,17,18,
21,22,25,29
一般來說,要是m與n除了1以外沒有公因數,則不可能達到的最大分數是
mn-m-n
然而,如果m與n有一個公因數d,那么就只有d的倍數才可能達到,因此無法找到一個最大的不可達到的目標分數。證明上面的公式已超出本書的范圍,但是以下述的方式分析題目中的例子,也可以使我們了解為什么這個結果可能是對的。
先只考慮4,所有4的倍數都是可達到的。接著要證明的就是加上11的倍數,并超過某一數目之后,任何分數都是可達到的。
由于
11=2×4+3
22=5×4+2
33=8×4+1
故11的前三個倍數與4的倍數分別相差3、2、1,因此可以把它們寫成如下的形式:
4n+3 4n+2 4n+1
所以33以上的所有分數都是可能達到的。略加思考之后,我們又知道不可能達到的最大分數應該比33少4,它的形式應該是
(4-1)×11-4
如以通式表示,則:
(n-1)m-n=nm-m-n