每周一題:獨(dú)輪車的胎痕

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在數(shù)學(xué)家的獨(dú)輪車商店里,有些獨(dú)輪車的輪子形狀是正多邊型:

某天早上,店門口留下了這兩條 獨(dú)輪車的胎痕:

請(qǐng)問(wèn),以上胎痕是哪兩種獨(dú)輪車留下的?
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加餐題:圓周上的隨機(jī)點(diǎn)
題目來(lái)源:http://fivethirtyeight.com

在一個(gè)圓周上隨機(jī)取N個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)位于某條直徑的同一側(cè)的概率是多少?
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上周題目:分豆子挑戰(zhàn)
你和你的朋友一共四個(gè)人,圍坐一圈。每個(gè)人有2顆豆子。每顆豆子經(jīng)過(guò)一下步驟都可以變?yōu)?顆: - 你將一顆豆子掰為兩半,當(dāng)做兩顆,分給你左右邊的朋友各一顆 ?- 任何手里有豆子的人的,都可以重復(fù)上述步驟,將一顆豆子分為兩顆,給左右邊的朋友各一顆。 ? - 每輪只能有一顆豆子被分成兩顆 ?- 每輪后,統(tǒng)計(jì)每個(gè)人手里的豆子。 請(qǐng)問(wèn),至少經(jīng)過(guò)多少輪后,每個(gè)人手里恰好有四顆豆子?或者不可能完成?
答案是:可以完成,只要每個(gè)人恰好分割手里的豆子兩次即可。簡(jiǎn)單分析如下: 要使每人有4顆豆子,則需要總共4 X 4 = 16顆豆子 。一開始共有8顆,則需要有8次分豆子過(guò)程。
因?yàn)?可以整除人數(shù)4,所以可以讓沒人分兩次豆子,則恰好每個(gè)人有4顆豆子。
用同樣方法,你可以思考下3或5個(gè)人是否可以完成如此操作。
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上期加餐題:人類與異鬼的戰(zhàn)斗
《權(quán)力的游戲》最終一集結(jié)束了,但不妨礙我們做點(diǎn)有關(guān)于人與異鬼作戰(zhàn)的數(shù)學(xué)計(jì)算。我們將戰(zhàn)斗規(guī)則簡(jiǎn)化如下:
單個(gè)人與單個(gè)異鬼的戰(zhàn)斗的結(jié)果是五五開,勝負(fù)各半
如果人獲勝,則異鬼徹底被殺死
如果異鬼獲勝,則被打敗的人會(huì)變成異鬼,加入異鬼軍團(tuán)
假設(shè)戰(zhàn)斗總是一對(duì)一依次進(jìn)行,直到某一方陣營(yíng)剩下的人或異鬼數(shù)為0。
請(qǐng)問(wèn):在兩個(gè)人和一個(gè)異鬼的戰(zhàn)斗中,人類勝算多少?2 vs 2會(huì)如何?如果你有興趣,請(qǐng)分析下任意人數(shù)的人和異鬼的戰(zhàn)斗結(jié)果,可以借助計(jì)算機(jī)的幫助。
答案:2人1異鬼的戰(zhàn)斗中,人的 勝率是5/8。計(jì)算如下: 如果一場(chǎng)人獲勝,則戰(zhàn)斗結(jié)束,概率為1/2, 第一場(chǎng)人失敗的概率是1/2,此后剩下的一人需要連續(xù)殺死兩個(gè)異鬼才能獲勝,概率為1/4,綜合概率為1/2*1/4=1/8, 因此總的獲勝概率是1/2+1/8=5/8。
用類似分析方法,可得2人2異鬼的戰(zhàn)斗中,人的勝率是 3/8。
對(duì)任意人數(shù)的人鬼戰(zhàn)斗,有人用編程的方法進(jìn)行了計(jì)算,并繪制出了,使人有30%,40%,50%和60%勝率的人數(shù)對(duì)比分割線:

圖中可以看出,人類要保持50%的勝率,需要有異鬼數(shù)的平方的人數(shù)。比如有10個(gè)異鬼,需要有100個(gè)人,人類才能有50%的勝率。異鬼的優(yōu)勢(shì)巨大!
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