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数间技巧:数字、线段与图形的逻辑难题及解析

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:除此之外,对于一串白格而言,不存在同一方向的白格连续跨越三个区域。当然,在更高难度的数间谜题中,有可能出现几十个甚至上百个黑格在一个超大区域里的情况,这种情况我们通常会用一些数学手段进行分析,本书不予以涉及。数间的另一种思想是合区与分区。

数间技巧:数字、线段与图形的逻辑难题及解析

1.白格的连通与三禁

数间的一个要求是白格连通,那么相对地,黑格不能将盘面割裂。下面两个图就是常见的错误摆放方式,这两种摆放方式都会使得白格被割裂。因此在摆放黑格时,一定要避免这两种情况。

除此之外,对于一串白格而言,不存在同一方向的白格连续跨越三个区域。观察上图中第三列,已经有两个区域白格相接,那么第三个区域与其连结的部分肯定是黑色格。这是这一题型最基础的操作。

对这一条限制我们可以进行两种形式的灵活运用,例如下面左图,给定了两个黑格和两条边线,这时如果R4C5为黑,那么必然R3C6,R4C6及R5C6都是白,与规则矛盾。

因此,这个结构下有R4C5为白的结论。

2.黑格的最密结构

数间是一种涂黑格子的谜题,要求黑格不能相邻,并且白格连通。在这个基础上,配合提示数会有一些极限结构出现,我们叫作最密结构。

下图所示是一些常见的内部最密结构。绘制最密结构时,我们要考虑黑格不相邻与白格连通的两个性质。

除此之外,还有一些最密结构在角或者边上,这些结构也必须注意。下图展示了四种最常见的边角最密结构,这些结构都避免了白格被割裂。例如角上的2×2矩形中放入两个黑格,那么只可能在角平分线上,否则两个黑格会把角落里的白格与其他格分开。

3.黑格的非唯一结构

大多数情况下,我们无法确定黑格的具体位置,但是我们可以总结出一些定式,从而得到某些结论。

例如在边上但不是在角落的2×2矩形里,放入两个黑格的话,考虑到连通性,只可能是下面的情况,或者它的左右翻转版本。此时我们发现,无论哪一种摆放,总有两格是不能涂黑的,否则白格会被割裂。

下面两张图也是常见的黑格结构。在左图中,3也只有两种摆法,无论哪一种都可以得到旁边两格留白的结论。(www.xing528.com)

在右图中,3×3的矩形涂黑四格,只能在四角和中间的五格里选四格涂黑,这是一个固定结论。如果这样的情况贴边,我们可以发现,下图中矩形左上、右上、中间三格如果都是黑格,那么肯定会有一格被黑格与其他白格分开。因此,这三格里肯定有一个白格,于是我们可以确定矩形左下角、右下角都是黑格了。

对于上方的左图而言,有一个更拓展的结论:当N>2时,在2×N的矩形中放入N个黑格,那么在长度为N的边的两侧,除了首位格都要留白。当这个矩形短边贴着盘面边缘,那么贴着盘面边缘的两格的两侧也要留白。

以N=4进行举例,图示如下。

除此之外,这一部分还有两个成型的结论,大家可以自己动手摆黑格去证明一下。

(1)在3×4的矩形中放五个黑格,一旦一个角已经确定是白,那么与之相对的短边的两角必定都是黑。

(2)在3×5的矩形中放七个黑格,那么四个角必定是全黑。

这两条结论在数间谜题中非常常用,本书的题目里也有使用这两条结论解开的谜题。当然,在更高难度的数间谜题中,有可能出现几十个甚至上百个黑格在一个超大区域里的情况,这种情况我们通常会用一些数学手段进行分析,本书不予以涉及。

4.综合结构与合分区思想

数间中有一些结构,是前文中一个或多个简单结构的复合。例如下面左图中的结构,我们考虑中间的区域里两个黑格只有两种摆法,如果按另一种方式摆放,那么左上角会被割裂。

在右图中的结构里,区域里三个黑块也只有两种摆法,如果按另一种方式摆放,考虑到白格连通性,区域上方的三个格子必然全白,与规则矛盾。

数间的另一种思想是合区与分区。在左图中,我们可以用左边一块的性质,直接得到R1C1与R1C4为白,进而得到R2C4为黑。利用合区的思想,我们可以将两个区域看成一个2×3的整体,里面一共有三个黑块,可以利用前文这种结构的特性直接得到这三格。

在下面右图中,我们可以将左下角的区域进行分区,将其分为上下两个2×3的矩形。上方矩形区域里最多包含三个黑格,下方矩形区域里最多包含两个黑格,因此必然上方区域有三个,下方区域有两个。进一步我们可以利用2×3的三格贴边区域的特征来判定有四格留白。

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