石取りゲーム2020
当HPがいつもお世話になっているHN「DD++」さんからの出題です。
(令和2年1月4日付け)
あけましておめでとうございます。本年もよろしくお願い致します。では、新年の問題です。
以下のようなルールでゲームを行います。
(ルール) いくつかの石が積まれた山と1つのサイコロがある。2人のプレイヤーは交互に
サイコロの出目の数だけ山から石を取っていき、先に石を出目の数だけ取れな
かった方の負けとする。ただし、サイコロは普通に振るのではなく、今置かれてい
る向きからどちらかの方向に90度倒して、そのとき上になった面を出目とする。
例: 石が12個、最初にサイコロで上になっている面が5の場合
先手は4を出す(残り8個)
後手は1を出す(残り7個)
先手は2を出す(残り5個)
後手は3を出す(残り2個)
先手は2を出す(残り0個)
後手は何を出しても石を取れないので、先手勝ち
この例において、後手が2回目の手番で5を出せば勝てそうに見えますが、直前の先手の
出目は2、つまり、5はそのとき底面にあるため、どう90度倒しても5の目は出せません。
また、先手の最後の手番は2ではなく1にしても勝利です。なぜなら1が上を向いているとき
側面は全て2以上であるため、残りの石が1つでは後手はどうやっても出目の数だけ取るこ
とができないからです。
では、問題。
石の数が2020個、最初にサイコロで上になっている面が2の場合、先手必勝か後手必勝か
どちらでしょう?
(答) らすかるさんが考察されました。(令和2年1月5日付け)
あけましておめでとうございます。さっそく解答ですが、石の数と最初にサイコロで上になっ
ている面の数字で自分の番のときの勝敗表を作ってみると、
1 2 3 4 5 6
1 L W W W W L
2 W W W W W W
3 W W L L W W
4 W W L L W W
5 W L W W L W
6 W W W W W W
7 W W W W W W
8 W W L L W W
9 L L L L L L
10 W W W W W W
11 W W W W W W
12 W W L L W W
13 W W L L W W
14 W L W W L W
15 W W W W W W
16 W W W W W W
17 W W L L W W
18 L L L L L L
19 W W W W W W
20 W W W W W W
21 W W L L W W
22 W W L L W W
23 W L W W L W
24 W W W W W W
のように9周期になり、2020≡4 (mod9) なので、上が2ならば、先手必勝になると思います。
DD++さんからのコメントです。(令和2年1月5日付け)
らすかるさん、正解です。お見事。
当HPがいつもお世話になっているHN「PB」さんからのコメントです。
(令和2年1月10日付け)
石取りゲーム2020の実際の勝ち方について考察してみました。らすかるさんの作成され
た表でもわかりますが、9周期であることから、
相手に手を渡すとき、kを整数として、
A:残り9k個で渡す(サイコロの目は任意)
B:残り9k+4個、サイコロの目は3または4で渡す
C:残り9k+8個、サイコロの目は3または4で渡す
この作戦を繰り返すことで勝利することができます。
実際に、
A:9k個のとき、
1)相手が1または2を出せば、自分は4または3を出すことで、残り9(k−1)+4個 なので
Bの条件を満たし、
2)相手が3〜6を出せば、自分は6〜3がそれぞれ出せて、残り9(k−1)個 となり再びA
B:9k+4個のとき、相手は3・4の目は出せないので、
1)相手が1の目を出せば、自分は3を出し、残り9k個
2)相手が2の目を出せば、自分は3を出し、残り9(k−1)+8個
3)相手が5・6の目を出せば、自分は4・3を出し、残り9(k−1)+4個
C:9k+8個のとき同様に、
1)相手が1の目を出せば、自分は3を出し、残り9k+4個
2)相手が2・5・6の目を出せば、自分は6・3・2を出し、残り9k個
このように、A、B、Cいずれかの状態で相手に手を渡し続けることで、最終的には、
a:残り0個で相手の手番(当然勝ち)
b:残り4個、3または4の目で相手の手番
1)相手が1の目を出せば、自分は3を出し、残り0個なので勝ち
2)相手が2の目を出せば、自分は1を出し、残り1個で、相手が2以上の目しか出せない
ので勝ち
3)相手が5・6の目を出せば、石を取ることができず勝ち
c:残り8個、3または4の目で相手の手番
1)相手が1の目を出せば、自分は3を出し、残り4個→bへ
2)相手が2・5・6の目を出せば、自分は6・3・2を出し、残り0個→勝ち
他にも勝ち方はありますが、この作戦が単純でわかりやすいかと思いました。
(コメント) PBさん、ありがとうございました。今年もよろしくお願いします。