第14問の解答


1.問題

問題図
n個碁石があります。順番は関係ありません。
次のルールで、2人碁石を交互に取っていきます。
  • 個数はあらかじめ分かっています。
  • 交互に1個2個か、または3個碁石を取っていきます。
  • 最後に石を取ったほうが勝ちとします。
  • このゲームでは、先手後手とも最善の手をとっていくと、最初のの値によって
      ・先手必ず勝つ手順がある(先手必勝
      ・後手必ず勝つ手順がある(後手必勝
    2通りに分かれます。

(1)1≦n≦9のとき、後手必勝となるのはいくつといくつのときでしょうか?
(2)先手の最初の1手を除き、前の人が取った個数と同じ個数を取ることは禁じることとします。勝つための条件は、「最後に石を全部とったとき、または相手が石をとれなくなったとき」になります。
1≦n≦9のとき、後手必勝となるのはいくつといくつのときでしょうか?

(参考)JavaScriptを用いてゲームができます。


2.解答例1(清川育男さん、ちゃめさん、tomhさん、ありさのお父さん他)

(設問1)

結論からいうと、4の倍数、すなわち碁石の数4個8個のときが後手必勝になります。

(設問2)

設問2も結論からいうと、設問1と同じ結果、4、8個後手必勝になります。


(補足)
先程の議論を整理すると、この問題では、取ることが出来る有限でかつ石の数が減る方向へ一方的に進むので、帰納法により次のようにして先手必勝後手必勝かを求めていくことが出来ます。

さて、ルールBでは禁じ手がありますので、残った碁石の数だけでなく、相手何個石を取ってその個数になったかも関係してきます。
m個取ってn個残った状態を[n,m]と表すことにします)

参考図1

参考図2

参考図3

参考図4

以下同様にして

参考図5

以上