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密室扑克牌

如果知道一副牌中牌面朝上牌的数量, 在漆黑的环境中你可以将牌分成两堆使得牌面朝上的牌数量相等吗?
密室扑克牌
16 人挑战成功
趣味数学挑战

完成本期挑战需要达到:

大众数学水平

题目

你进到一个漆黑的密室, 广播告诉你在你面前有一堆牌共52张, 其中牌面朝上的牌数和牌面朝下的牌数相等, 但牌是被打乱的, 现在要求将这副牌分成相同数量的两堆, 并且使得两堆牌中牌面朝上的牌数相等. 你可以将牌翻面, 但你无法辨别牌的正反面. 那么你知道怎么分吗? __________

选项

你正在参加密室逃脱游戏,你进到一个密室,看到一副扑克牌,这时候突然密室断电,一片漆黑,广播响起,告诉你这堆牌中有10张牌面朝上,要求你将这堆牌分成两堆,使得两堆牌中牌面朝上的牌数量一样,你该怎么办?

首先, 我们明确的是:

  • 我们知道有10张牌面朝上, 但是不知道牌的总数;
  • 问题中并未要求两堆牌数量相等, 它只要求牌面朝上的牌数量相等.

我们不妨从最简单的开始考虑: 如果, 只有一张牌面朝上的牌, 怎么办?

我们从牌堆中随便取1张牌,作为第二堆牌. 在最有可能的情况下, 我们会抽出一张牌面朝下的牌, 然后把它翻过来变成牌面朝上, 这样每一堆都有1张牌面朝上的牌.

但是, 小概率事件也是可能发生的,如果我们抽到的牌是1张牌面朝上的牌, 同样的,将这张牌翻过来使得牌面朝下,那么此时两堆牌中牌面朝上的牌数都是零.

也就是说无论你抽取的是牌面朝上还是朝下,将它翻过来,都可以保证两堆牌中牌面朝上的牌数是一样的.

那如果有10张牌面朝上的牌呢,你想到解决方案了吗?

下面这副牌中绿色牌表示牌面朝下, 黄色牌表示牌面朝上, 即有10张牌面朝上的牌.

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我们将从这副牌中任意抽取10张牌. 因为我们看不到这副牌, 所以不管我们是从中间、最后还是随机从这副牌里抽出来的, 都没有关系. 第一堆现在有42张牌, 第二堆有10张.

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现在我们把我们拿的牌即第二堆牌翻面.翻过来后数一数,发现每堆都有7张正面朝上的牌. 也就是现在两堆牌中牌面朝上的牌数是一样的. 任务完成!密室逃脱成功.

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其实这个问题困难的不是想到解决办法,困难的是证明. 为什么这样的操作是正确有效的呢?

有一堆牌,其中有N张牌牌面朝上. 我们从这堆中任意取出N张牌, 组成第2堆.

假设这些牌中有张是牌面朝上的. 那么第1堆中必然留下**张牌面朝上的牌. 第2堆有张牌, 其中张是牌面朝上, 也就是说张是牌面朝下**.

所以我们只要将第2堆牌翻个面, 这些张牌面朝下的牌变成了牌面朝上. 因此两堆牌都有张牌面朝上的牌.