100 个智力小游戏

巡山小妖精
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2021年01月27日 19:58
最佳经验
本文由作者推荐

高中数学教案范文-新党员宣誓

2021年1月27日发(作者:失恋事小)
.
..
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100








..
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100


















早在古希腊神话中,就有迷宫的传说。迷宫这个词,就是从希腊文演变

过来的。传说古埃及金字塔藏有珍宝,为了防盗,里面就建成迷宫的结构。

16

纪时,欧洲曾兴起一股建迷宫的热潮。后来世界许多地方也都建起了迷

宫。

迷宫开始为了藏宝,后来逐渐变成娱乐性建筑。科学家把它移植到纸上,

成为一种纸上游戏。从这种游戏中,又总结出一门数学——图论。

我们这里选择一些 有代表性的迷宫,相信大家会有兴趣地动手来





动脑来想。









这是一个古老的走迷宫的游戏。传说在

4


年前,地中海中有一个克里

特王国。国王米诺斯有一个牛首人身的怪儿子。国王为了遮羞,请工匠造了

一个迷宫,将儿子藏在宫中。这个怪物在宫中吃童男童女,给人们带来灾害。

青年英雄提修斯,决心到迷宫去杀死怪物。在善良公主的帮助下,他终于到

达迷宫中心,用魔剑杀死了牛首人身怪。这个迷宫就是传说中的克里特迷宫。



:图一是克里特迷宫的立体图,要求从入口一直走到中心。图二是

走的路线。







西方有句谚语:法国人在教堂里造迷宫,而英国人把庭园建成迷宫。为

什么要把教堂建成迷宫呢?据说是为了让教徒知道,上天的路多么曲折。

这里我们介绍一个典型的教堂迷宫——法国沙特尔大教堂地板迷宫。



:这个迷宫呈圆形,只有一个入口,然后通过曲曲折折的路径,才

能到达中心。你来用笔“走一走”,会体会到路途中的艰辛。







英国人把庭园建成迷宫式,使散步的人能悠闲地打发时光,也增加了庭

园的美感。至今,在英国伦敦还保留了一座

1690
年建的庭园迷宫——汉普顿

庭园迷宫。这个迷宫是用灌木围成的,是人们消闲的好去处。



:这个迷宫呈梯形,从开口处走进去,经过曲折路径,才可以到达

中心。注意,在这个迷官中,有许多分叉点或者是死胡同,你走的时候要在

这些地点多加注意。图二是正确的路线。





在北京圆明圆里,曾经有过一个迷宫——黄花阵。它建于

200
多年前,

据说是仿法国凡尔赛迷宫建造的。它座北朝南,呈长方形。正中有一个圆顶

凉亭。整个迷宫有东、西、南、北四个门,中间用

1
米高的矮墙隔成曲折回

廊,形成迷宫通道。

..
.

这座迷宫原是供皇帝中秋赏月用的。宫女手执黄绸扎成的宫灯,从四个

门分四路走到中央,向皇帝贺节。由于路线曲折迷离,看上去像四条黄花组

成的龙,所以这个迷宫叫黄花阵。这个黄花阵曾被英法联军和八国联军烧毁,

现已在原址重建。



:我们可以用笔代替宫女走路,画出从四个门到达中心的路线。如

果有机会去圆明圆,可以亲自去走一走,亲身体会走迷宫的乐趣。







这是一种现代派的迷宫,它是利用人的视错觉制成的。它的线条经过变

形,很像一只鼓起的球。看起来令人眼花了乱,增加了走通的难度。



:它只有一个入口处,通过弯弯曲曲的孤线,几经周折,才能走到

中心五星处。走这个迷宫,既费脑,又费眼,千万别让错觉误导你。




线

走迷宫这种游戏,不仅具有高深的数学的理论,而且在实践上有许多用

途。此如邮递员送信,就希望走一条既不重复、又方便短捷的路线。又如去

公园参观各景点,也最好有一条最节省时间的路线。山东师范大学管海谷教

授就专门为邮递员设计了一种最优的投递路线。



:图一是某邮递员的投递区路线图。图上共有
12
个投递点。由于

信件快速程度不同,要求邮递员按顺序走遍所有投递点,而且不走交叉和重

复的路。你能为他设计这条路吗?图二我们给出了一个方案,你认为是不是

最优的呢?






立体迷宫是平面迷宫的发展,它更复杂,也更有趣。因为它不只在平面

上有分叉路线 ,而且在立体上有分叉路线。


:这里显示的是一座古城的

立体图。图中箭头处是古城的入口。插旗子的城堡是某人的家。请你找到一

条回家的路线。由于城堡中有许多死胡同,所以要费一番周折,才能达到目

的。








这是人言设计的迷宫,它由
20
个六角形组成。每个六角形中有一个汉

字。这

2
0

汉字连成五句诗,竟是一个谜语。

要看出谜语的谜面,得从“长”字开始走迷宫。要求不重复地走过图中

所有的各个小六角形。你会走吗?

原来走的路线是这样的:“长着两只角,身穿大皮袄,吃的绿草草,拉

的黑枣枣。”这个谜的谜底自然是“羊”。






..
.

18
世纪时,东普鲁士哥尼斯堡
(现为俄罗斯的加里宁格勒)有一条河流

过市中心。河中心有一个孤岛,河流过孤岛后分成两路。河上建有

7
座桥。

有人想出这样一个问题:能否走遍所有的桥,但每座桥只能走一次,不许重

复?

许多人试着去走,但都未成功。后来数学家欧拉证明,上面的问题答案

是否定的。后来有人把这类问题,叫“一笔画”问题,这也是一种迷宫形式。

下面介绍另一个问题,供大家游戏用。



:据说前苏联列宁格勒 (现圣彼得堡)也有一条带许多支流的
河,

河中有许多岛,岛上回二有

1
5

桥。现在叫你也来设计一条路线,走过所


的桥,但要求每座桥只走一次。可以用一笔画的办法来完成。首先要告诉
你,

这次答案是有的,图三就是一个答案。












这个问题也和走迷宫有关,是美国智力游戏专家罗伊德提出来的。有一

个四方形的小院,住了三户人家,他们的位置如图一所示。奇怪的是,他们

的院门都正好对着自己的屋子。开始时,他们出入院子十分自由。后来一场

争吵,他们各自都要在院内修了一条由屋子通向自己院门的路。问题是这
3
条路不能交叉。这就发生了困难。



:用一张纸,将图一画下来。你试着用笔在图上画线,来代替修路。



:难题的焦点是

3
条图一路不能相交叉。你就得想办法绕道,也就

是说不能修直路。你看,两间平房后面还有空地,可以绕到屋后试试,图二

就是其中一个答案。

..
.








填幻方是一种填数游戏。这种游戏最早起源于我国。传说距今

4
千多年

的夏禹王治水时,河南洛水里浮出一只大乌龟,背上有一个祥瑞的图形,这

就是洛书。

洛书是一种最古老的幻方。现在幻方成了一门应用广泛的科学,它在程

序设计、组合分析、实验设计、人工智能、图论、博奕论等都得到了应用。

这里介绍一些通俗有趣的幻方游戏。





上面说过,我国古老的洛书是一种幻方。它用圆圈来表示数字。中间
5
个圈表示

5
,前后左右分别表示

1

9

3

7
,四个角分别表示

2

4

6

8


将洛书翻译出来,可以得到下面的表格:

它的每行、每列和两个对角
线上的

3


数之和相等,等于

1
5
。这就是一

个三阶幻方。下面我们要大家动手动脑来做一个三阶反幻方。



:三阶反幻方就是说,
3
×
3

方格内,填上

1



9


个数,使它的


行,每列和两条对角线上的

3


数之和都不相等。

你会发现,要填这个反幻方并不容易。美国著名数学游戏大师马丁·加

德纳发明了这种反幻方,并给出了答案,你可以验证、验证,看对不对?答

案是:

你发现了其中的规律没有?原来九个数首尾相连,形成“一条龙”。后

来有人又找到一种“一条龙”的答案:

至于不是“一条龙”的答案,就很多了,你自己去试试填吧。









著名数学家华罗庚建议,在宇宙飞船上带上中国的洛书,作为给太空人

的见面礼。因为太空人如果掌握高度的文明之话,一定会懂得这个图的含义。

1977
年,美国发射的“旅行者”号宇宙飞船上,果然带了一张幻方图。

现在就让你来填填这个幻方图。



:这是一个四阶幻方图。就是在一个

4
×
4
的带

16
个方洛的方阵图

中,每格分别填上

1



16
的数字,使每行、每列及两条对角线上的

4

个数之


都相等。

请你来填填这个四阶幻方图。不过,四阶幻方的填法共有

8
80

之多,

所以我们要提示一下。

这个四阶幻方是在印度卡俱拉霍发现的,它是
11
世纪时刻在一个碑上

的,数学家叫它筒形幻方。它不只对角线的

4
个数相等,等于

34
,而且任何

一条折断的对角线上

4
数之和也都等于

34
。也就是说,幻方的上边第一行移

到最下一行,或左边第一行移到最右一行,仍是幻方。而且每相邻的

4
个数

之和也等于

3
4
,我们给出这个幻方的

8


数:

相信你会填出其他数来。答案是:






..
.

图一是一个四阶幻方,它每格填的不是

1



1
6

自然
数。但
它每行、每


及对角线的

4


数和都等于

2
64


奇怪的是,将这个幻方颠倒过来,又是一个新的幻方。它每行、每列及

对角线的

4


和仍为

2
64

奥秘在哪儿?原来幻方格子里填的数,都由

1

6


8

9

四个数组成,而这四个数颠倒以且仍然是数字,其中

1

8

是原数,

6

9

倒了个。此幻方由钱曾涛提供。






我们知道,三角形只有

3


交点,因此填

3


数,使每条边上的两数之

和相等,是完全不可能的。

但是,如果在每边中设

4


数,则就成为可能了。




我们画出这个三角形幻方图,
请在每个圆圈中填上

1



9


数字,

使
每条边的

4


和相等。

图二是填好的三角幻方图。你是否发现,这个幻方还有其他特性,如其

中三个内三角形上的数字和也相等,即
2

9

4

3

7

5

4

9

1

6

8

1

6
7

3

25
这人个幻方是
孙维梓设计的。






本世纪初,有一个叫阿当斯的青年,他热心填六角形的幻方。就是在六

角形的

7


点上,填上

1



7


个数,使每条直线上的

2




3


数和相等。

经过

4
7

的努力,还没有得到成功。原来这样的幻方是不可能存在的。









a

6

b

c



a

c,
但是幻方的要求是所填的数不能相同。

不过,他经过这么多年挫折后,终于用毕生精力排出了一个两层六角幻

方。



:在图三所示的六角幻方中,共有两层,
19
个点,要求在各点上填



1


19
各数,使每条线上的各数和相日二等,等于

38
。这个幻方叫你来

填当然很难。不过,我们可以先给出内层

7
个数,你来补充其他

12


,也


就不困难了。





洛书是一种三阶幻方,它共有

3
×
3
九个格。你会问:有没有二阶幻方?

也就是说,在一个口字形的

4


上,分别填上

1



4


个数,使每行、每列


两数和相等。可能吗?答案是不可能。

道理很简单,这在六角幻方中已经有了类似的证明。

那么,可不可以
将二阶幻方变变形,使几个方格并起来,达到类似幻方

的目的呢?这倒是可以。如图一,一共有

1
4

彩灯,在各盏灯上分别填上

0



1
3

数字,使每个方格上的数字和相等。这就是可能的。



:先告诉你方格上

4
数和是

27
,再提示你上面

4
盏灯分别填上

1


9

8

6
四数。下面就好填了。图二是一种方案,有没有其他方案呢?此幻

..
.

方是钱树庠设计的。






这个五星幻方十分别致,它共有

2
0

圆圈。将

1



2
0

二十个数,分


填入圆圈中,使每一条线上的

6
数和都等于

70
。你能填出来吗?它是由王


设计的。答案见图二。






蜂窝幻方是六角幻方的变形。上面说过,单层的六角幻方是不存在的。

那么,两个“并肩”的六角幻方存不存在呢?存在。

这里我们来介绍陈了贵为建国

4
1

年设计的蜂窝花灯幻方。



:在如图一的花灯中,有

12

相连的蜂窝,请在蜂窝中填图一上

0



11
十二个数,使得左右两朵花上的

7
数之和都相等,等于

41
。图中已经




1
0

1

数,现在请你来填出其他十个数。答案见图一。图二






七星幻方是六角幻方的发展。在图一所示的七星图中,有

14






1


1
4

四个数字分别填入圆圈中,使七个角上的七个三角形上的

3


数之


相等,能做到吗?能。

先填上

7



1


个数字,并告诉你三角形上的

3


之和为

2
6
。这样填起


就方便多了。



:图二是答案之一。有没有别的答案呢?你动手动脑去试试吧。此

幻方是忻明昌设计的。

这个幻方也可以这样来填:填法一样,但要使每条直线上的四个数之和

都等于

3
0
。这样将会有

7
2

答案哩。






这是一种形状十分别致的图案,它像一朵梅花,又像六个拨号盘。


中共有大大小小

36
个圆圈。现在已经在大圈中分别填上

1


6
六个

数。要求把

7



36
三十个数分别填到小圈中,使五个半圆形花瓣加上花芯上


六个数和和都相等,等于
111
,你能做到吗?图二给了答案。这个梅花幻

方是阿文设计的。






这是一个类似地球形状的幻方。共有经线

5


,纬线

3


。上面共有

1
7

圆圈,每条线上有

5


圆圈。

要求在

17
个圆圈中填上
17
个连续整数,使每条线上
5
数之和都等于

100
。你选哪

1
7

连续整数?又如何填呢?

我们先分析第一个问题。共有

8


线,每条线

5


和为

1
00



8


线

5

..
.

数和为

8
00

17
个圆圈中,上下两个数各用了

5

次,共图一

1
0
次。其他

15

各用了

2

次,共

3
0
次。因此这

1
7
个连续数的平均数为

800
÷(
10

30



20
。由此可以推出这

1
7

连续数为

1
2


2
8
。填法见图二。






你看这个幻方像不像只蝴蝶?它共有

1
5

圆圈,组成

6










封闭图形包括

4


圆圈。

请将

1



1
5
这十五个数,填入

1
5
个圆圈中,使得每个封闭图形中的

4

数的和都等于

30
。为了方便大家填这个幻方,我们先填好了

10


1
两个

数。

这个幻方是忻明昌设计的,答案见图二。






用汉字编幻方,也是一种有的游戏。比如图一中的“羊”字,上面有

20
个小方格。三横格,三竖格。现在要将

1



2
0

十个数,分别填到这

2
0



方格中去,使三行、三列的格中数和相等。

为了使 你填得快些,先填了“
1
”、“
9
”二数,告诉你每行、每格三数

和为

4
0
。图二是答案。这个幻方是人言设计的。







把这个游戏比作“羊肉串”,还不如比作“花环”更贴切。它和幻方游

戏有共同之处。

我们来看图一,它将

1

2

4

6
四个数串在一起。然后我们来从中取数。


果只能从中取一个数,则可以取出

1

2

4

6
四个数。如果可以从中取出

串联
的二至四个数,则可以取出下列

1
3

数:
1

2

3

1

4

5

2

1

4

7

2

6

8
1

2

6

9

6
4

10

6

4

1< br>=
11

2

6

4

1 2

2

6

4

1

13
。于是可以得出结论:这个数字
“花环”可以取出

1



1
3

三个


续数来。

现在我们仿照四数“花环”,来做一个六数花环的游戏



:图二是一个六数
“花环”。它上面的花环数字分别为

1

2

3

7


8

10
,按照上面的取数法,可以取出

1



3
1

十一个连续数来。

那么,你能
不能用

1

2

3

7

11

14

个数,串成另一个六数






也能取出

1



3
1

续数来呢?

这也许难
不到你。图三就是答案。





完美图和数字羊肉串一样,也是一种填数游戏。我们先来看“完美三角

形”。

图一是一个完美的三角形。它的三个顶角上分别填上

0

1

3

个数。

将每相邻两数相减,结果写在它们的连线上,分别得到

1

2

3

个数。这

..
.

就是说,一个完美三角形的连线上可以得到

1



3


连续数。

下面我们来填更复杂的完美图形。



:先来填一个完美正方形,要求在正方形的四角上各填一个数,使

正方形各边上得到

1



4


个数。这个任务不很复杂,可能你很快就可填出。


许你想填更复杂的完美图。我们来举一个三星轮的例子。它共有

7


点。




7


数后,各数中间的连线上可以得到

1



9


个数,你填得出来吗?






三环相交,组成

7


。每区用

a

b

c
d

e

f

g

示。将

1



7




个数,分别填入各区中,使每个环中的

4


数之和

m


等。能做到吗?

能。那么,怎么填?这实际是一个填幻方的游戏。我们来分析一下:





a+6+e+g=6+6+g+f=c+e+g+f=m







a+6+e+g+6+6+g+f+C+e+g+f=3m
,即

a
+6+C+2

d+e+f

+39=3m


因为

3
+b+C+6+e+f+g=1+2+3+4+5+6+7

28
。所以

b
+e+f+2g+28=3m


由此
可以分析出:当

g=7

d

e

f=6+5+4
时,
m
最大,等于

19
(因为

6+5+4+2
×
7+28=3m
,所以

3m=57

m=19
);当

g=1

d


e

f=2+3+4
时,
m
最小,等于

13
(因为

2+3+4+2
×
1+28=3m
,所以

3m=39

m=13
)。这样,我们

可以得出,填法可以分为

m




1
3

14

15

16

17< br>、
18

19

类。而每一


中又有许多填法,填法由杜焕生提供。



m
=13

,只有一种填法。



m
=14

,有三种填法。



m=15

,有两种填法。



m=16

,有六种填法。



m

17

,有两种填法。



m
=18

,有三种填法。当

m

19

,有一种填法。

总共有

1
8

填法。你是否还有其他填法呢?






相传有一种密码箱,它的密码在箱子的几个角上。要打开这个箱子,必

须拨对每个角上的密码。这种密码的分布有一定的规律:它的每个角上的密

码分别为

1



8
,而且每个面的

4


数字的和都相等。

这种密码箱实际是一种立体幻方,下面我们就来填这种立体幻方。



:如图所示的立体幻方,它的每个面

4


之和为

1
8
。其实符合这个


件的立体幻方不只这一种,你能否再填出一种来?








15
世纪土耳其学者马努埃里·莫斯哈普拉向国王建议,把遗嘱放在一个

立方形铁精中,铁箱用

8
根铁链悬空吊在一个大立方形铁箱中。在两个铁箱



1
6

角上,各标上

0



1
5

十六个数字中的一个。标的方法很奇特:要

使
这个双层立方体及铁链组成的图形中,所有四边形顶点的

4
个数之和都相

等。只有掌握这个秘密,才能打开箱子,取出遗嘱。

..
.



:上面只是一种传说,但它包含的内容,实际是一个填双层立体幻

方问题。
这个双层立体共包括

2
4

四边形,
所以填起来会有一些困难。
不过,


图一可以得出,如顶

A


正方形

A
BCD

ABEF

ADHE
,和
< br>A
A

B

B

AA

D

D

AA

E

E

共有。所以每个顶点都要重复计算

6


。而

0
+l

2




14

15=120

120
×
6=720


7
20

配给

2
4

四边形,每个四边形四个顶点


的数的和就是
720
÷
24

30
。知道了这一点,填起来就方便多了。图二是

答案之一。







传说古代一位阿拉伯国王没有儿女,他在临死时,决定把自己的遗产献

给臣民。他的遗产是两箱珍宝。这两箱珍宝分别用

8
根链条,悬吊在两个大

玻璃柜中,每一箱的悬吊形状如图一所示。

国王在遗书说,这两柜和两箱共有

3
2

顶点。要想打开柜子和箱子,必


解开密码。密码的分布和上面说的立体幻方差不多,即各个顶点分别为
1


32

数字。要是箱子和柜子相应的

8


数的和都相等时,密码就可解开,


出珍主。看来,这是一个成对双层立体幻方了。



:要填这个幻方,有一定的难度。我们先给出答案,请大家检验一

下:

6+3+18+29+16+9+28+23=132

< br>1+8+18+29+23+11+14+28

132



检验结果证明这个答案符合要求。
你是否能想到,这个双层立体幻方还

有一个惊人的特征:它每组相应的

8


数的平方和也相等。如

62+32+182+292+162+92+282+232

2860
12+82+182+292+232+112+142+282=2860
你看这个立体幻方神奇不神奇?

..
.








火关在

19
世纪中叶传入中国。
20
世纪初,国产火柴产生,并逐渐进入

人民的生活中。

大概火柴的外形很像我国古代的算筹,所以人们很自然地想到用火柴来

做游戏,特别是数学游戏。从下面介绍的游戏中可以看到,火柴不仅可以做

简单的消闲娱乐游戏,连科学家也用它来解决重大数学问题哩!








3


火柴,可以组成一个三角形,这是很明显的。但是,要用

9




柴,不许相交,组成

7


三角形,你能做到吗?

也许你费尽九牛二虎之力,也不成功。但是你看了图二的答案,你一定

会恍然大司,原来自己过去总局限在平面上摆火柴,没有想到摆成立体的。





如图一中的

4


火柴,摆成了一个“十”字。如果要你移动两根,变成

一个四方形,这是很容易的。



但是,你换一换思维方式想想。比如,组成四方形边不一定非得用火柴


的侧面,而用火柴的端面,如图三所示,不就成了吗!


这个游戏告诉你,不要总用老眼光看问题,要换新的角度去解决问题。






5
根火柴可以如图一摆成“
10
”字。你能再加

2
根火柴,使这个“
10


变成“
100
”吗?请 你再换个想法试试,将“
100
”换成“百”就得了。图二

就是答案。本游戏由小祉设计。








1
0

火柴排成一排。现在要将它们移成

5



移动的方法是,每次移


一根,但必须跳过

2


火柴才行。要求跳

5


完成。

不要以为这很简单,如果不掌握规律,不但移动次数要超过

5


,而且

可能根本移不成。图二给出了一种答案,你也许还有其他移法。







1
0

火柴摆一只大雁。这只大雁向南而飞。现在大雁要回到北方故乡

去。你能移动

3


火柴,使这只雁头向北飞吗?

图二给出了一种答案,你能否做到呢?

..
.






图一的椅子由

10
根火柴组成。可惜这把椅子放倒了。你能把这把椅子放

正吗?也许你会说,好办,只要把书倒过来就行。你的确想得很好,但是,

我不允许你把书倒过来,而只允许你移动两根火柴,你能达到目的吗?

这个问题不难办,像图二那样移就行,这个游戏由钱树庠提供。







1
3

火柴摆一只向前走的牛。牛吃完草后,要回家了。你能够只移动

2
根火柴,使这只牛头向后吗?也许你会说,这最少得移动

3
根火柴啊,像

图二那样。其实你只要像图三那样,移动

2


人柴就达到了目的。




2000



这是由

24
根火柴组成的算式:
1334

8
。按这个算式,应该等于

1326


可是却要求你只许移动其中

3

根火柴,使算式等于

2000
,象征

2000
年。你


么移?图二是答案。本游戏是实见观设计的。





图一是用

45
根火柴组成的笼子。

子中含有许多大大小小的三角形和四

边形。现在要把这些三角形和四边形拆掉,但要求抽掉的火柴数最少。怎么

拆呢?

图二是一种拆法,它至少要抽去
20
根火柴。这个火柴游戏是元任设计

的。









圆周率π圆周长与半径之比值,它可以表示成一个无限不循环的小


3.1 415926535


人们为了算出它的值,甚至动用了最先进的电脑。可是,
你相信吗?用火柴竟然也可以算出π来。



:准备一些火柴,越多算得越准确,再准备一张白纸,上面画满等

距离的平行线,距离要正好等于火柴棍的长度。

把这张白纸平铺在桌面上。拿起一根根火柴随意让它们掉落到纸上。注

意,一定要放松肌肉,不可用力过猛。

检查每根火柴,看它是否与纸上的平行线相交,设总共投下

m


火柴,



n


火柴与纸上的线相交。那么

2m
π

=

n

这个方法是法国科学家布丰提出来的,意大利数学家拉兹瑞尼进行了实

验。他掷下

3
408

火柴,其中有

2
169

火柴与线相交,得出

2
×

3408
π

=

= 3.1415929
..
.

这个结果相当准确。你要问,为什么能用这个公式算π?这要等你将来

学习了更深的数学知识,才能明白。

你是不是也想来试一试,也许你会比拉兹瑞尼算得更准呢!不过,你可

得用更多的火柴啊。

..
.








拼图板是一种极古老的智力游戏。早在一千多年前,我国就有了七巧板

玩具,并传到国外。

这里我们对大家常见的七巧板玩具,只介绍一些新的


。而重点介绍

许多新颖的拼图游戏。相信它们会和七巧板一样吸引你。










七巧板是我们十分熟悉的拼板玩具,它可以拼许多种图案,多达数千上

万个。在这里我们就不一一介绍了。我们只来谈谈用七巧板提出的一个著名

的数学课题。这个课题最早是日本数学家提出来的,内容是:用七巧板能拼

出多少个不同的凸多边形?

这个问题初看起来似乎不难,俣最后提出正确结论的是两位中国数


家,
他们是浙江大学的王福纯和向全启。
结论发表在

1
942

《美国数学月刊》

上。答案是:七巧板所拼出的凸多边形图形最多不超过

1
3

。想下到这样的


题竟发表在高深的美国数学杂志上,看来简单的七巧板,包含着不简单的


学理论啊!



:用硬纸按图二第一图制作七巧板。为了清楚起见,可以制作

13
副,以便比较。



:试着用七巧板拼各种凸多边,如凸三角形、凸四边形、凸五边形、

凸六边形,再多的多边形就不用去拼了,因为那是拼不出来的。注意,凸边

形就是内角和不超过
180
°的多边形,即四周皆朝外凸的多边形。不要拼成

凹多边形。

答案是可拼出凸三角形

1


,凸四边形

6


,凸五边形

2


,凸六边形

4

,见图一。具体拼法见图二,可见正方形是七巧板的标准拼图。









用七巧板可以拼许多图形,要是把这些图形串联起来,组成一组连环故

事,那该多好。这样,既可以玩,又可以边玩边讲故事。



:下 面我们介绍两个实例。第一个是
《乌鸦与狐狸》。
1.
一只乌鸦

在 树上吃肉,
2.
树下来了一只狐狸,
3.
狐狸想吃肉,它对乌鸦说:“你的歌

声真好听,请你唱一支,好吗?”
4.
乌鸦非常得意,就张嘴唱了起来,于是

肉掉了下来,
5.
狐狸赶紧咬起那块肉,津津有味地大吃起来。

第二个实例是《农夫与蛇》。我先把故事写下来,然后请你自己来拼。

1.
一位农大在路上走,
2.
他看见路上有一条蛇,
3.
他很可怜它,就把它放在

怀里,
4.
那蛇苏醒过来了,
5.
它咬了农夫一口,6.
农夫被咬死了,他临死的

时候说:“我怜惜恶虫,应该受到恶报。”图三中,我们给出了一种拼法供

你参考。




三块长方形板上各画有绳段,像图一那样拼起来,绳段变成一根绳圈。

如果将三块板重新拼合一下,就会得到三根绳圈。一根绳圈变三恨绳圈,

..
.

这就是“魔绳”的来历。



:这种拼板游戏十分简单,因为只有三块板,组合的方式似乎不多,

图一只有

6



ABC

A CB

BAC

CBA
。但是这

6


拼法都不行。还有什么拼

法?想想看,啊,还可以把拼板倒过来。对,这佯就成了。。








美国有一个著名的智力游戏设计家叫罗伊德。他生于

1841
年,
14
岁就

在《纽约星期六信使报》上发表了智力难题,
17
岁时发明了著名的“驴子智

力难题”。美国国内战争时期,即他

20
岁时,他又提出了一道有趣的
“矮种

马智力难题”。这些难题都获得了专利。

这里我们先介绍“驴子智力难题”。



:找一张图画纸,将图一中

3


画描下来,然后按图剪成

3


图片。



:这三张图片中,两张各画有一头垂死状态的驴子,而另一张则画

有两位脚对脚的骑手。要求你将这三张图片重新组合,使两位骑手恰好坐在

两头驴背上,而且垂死驴子变成了生龙活虎的飞奔形状。

你别小看这三张图片,当时罗伊德在市场上推出后,竟赚了

1


美元钱。

你来组合组合试试看,开始也许找不到门道。其实答案很简单,图二就是。





大家都知道七巧板,用七块不同形状的板,可以拼出许多有趣的图形来。

其实,不用七块板,也可以达到这个目的,这里介绍一种沈建文设计的四巧

板,它由四块板组成。这四块板也不复杂,可以拼出动物、人物、数字和汉

字来。四巧板是一种“少而精”的拼板,“少”指用的拼板少,“精”指拼

出的图形很精彩。



:找一块长方形的硬纸板或木板,按图一画上
12
个方格,方格大

小可以根据自己的需要而定。然后按图中的实线将长方形分成

4


。剪下来,


副四巧板就做成了。如果要使拼出的图形更美,可以在拼板上涂上色。



:四巧板主要的玩法是拼图形。图二是拼成的动物。动物的品种很

多,有狗、猫、鸟、鱼、鸡、熊、鹅。图三是拼出的人物。图四是拼成的阿

拉伯数字。图五是拼成的汉字。





这也是种四巧板,是一种极古老的游戏板。据说,这种拼板在西方流传

近一个世纪了。在西方叫它

T


板,因为它的目的是要拼成一个英文字母

T


这种游戏板在我国民间也流传很久了,我国叫它调和权。近年来,日本将这

种拼板稍加改进,命名为博士板。



:调和板也可以用硬纸片来制作。形状如图一所示。



:玩法很简单,就是将四块板拼成一个

T
字。别看它简单,拼起来

颇不容易。为什么?这里面涉及一个深刻的科学道理,就是心理上的错觉问

题。

一般人看东西,心理上都有一种先入为主的错觉。就是说,人们第一眼

..
.

看到的东西,往往根深蒂固,印象特别深,有时达到难以改变的地步。这四

块板中,人们首先注意到的,总是最大的那块五边形。而且往往认定这块板

在拼图时,不是平放就是直放,决不会想到斜放。但情况却恰恰相反,非斜

放就拼不出

T
字来。请看图二的答案。心理学家正是利用这一点,来测验人

们的错觉的。所以这个游戏,对克服错觉,发展思维能力有一定的帮助。








日本也有一种四巧板,叫“博士板”,因为这种板不仅用来作为课外活

动的玩具,而且还用来测试智能,根据拼图的难易,分成九档:婴儿水平、

幼儿水平、初小水平、高小水平、初中水平、高中水平、专科水平、大学水

平和博士水平。也就是说,如果能拼出最难的图形,就能达到博士水平的智

力。这种拼板在日本还有一个名称叫
“吉四六之谜”,意思是
“难解之谜”。

其实,这种拼板在我国古时和西方都有,只不过名称不同。上面说过,


国古代称它为调合板,这个名字很吉祥,是拼出的图块很协调的意思;西

方叫它为

T


板,因为它能拼出一个

T


来。



:博士板也可以用一块长方形的硬纸板或木板制成。长方形木板的

长度为

200mm
。将它按图一,剪成

4
块。其中一个三角形、一个五边形、两

个梯形。



:将

4
块板打乱,重新拼成图一的长方形,如果能在

2
分钟到

3



内完成,就是婴儿水平;如果在

20
分钟内,拼出图二的路牌、钩、马、手

枪图
形,是幼儿水平;如果在

20
分钟内,拼出图三的燕、直尺、帆船、鸡图

形,是
初小水平;如在

2
0

钟内,拼出图四的箭羽、
1
字、鸟、菱形,是高

小水平;
如在

20
分钟内,拼出图五的鸭、台阶、高跷、
7
字,是初中水平;

如在

2
0

钟内,拼出图六的铲、闪电、坐人、房子图形,是高中水平;如在

25

钟内,拼出图七的桥、剑、阶梯、狗头图形,是大学专科水平;如在

2
5

钟内,拼出图八的火山、箭头、
T
字,是大学本科水平;如在

25
分钟内,


出图九的手风琴,是博士水平。

大家在玩这种拼板游戏时,一定会发现,它之所以能拼出各种有趣的图

形,是因为

4
块板的尺寸和形状设计得很巧妙。从图一可以看出,三角形的

斜边正好近似等于其他

3
块板的一个边条。各块板的其他边长也配合得很协

调,怪不得中国古代叫它“调和板”哩!我们在图十中,给出了各种拼图的

答案。你看图八的

T
字和图九的手风琴,
4
块拼得多么巧妙,难怪说是达到

大学和博士水平啊!

不过话又得说回来,以上标准是日本制定的,不一定符合中国人的水平。

据了解,我国许多少年就能拼出图九的“博士图”来。







前些时候,上海小绍兴饮食总公司和新民晚报,搞了一个“聪明鸡五巧

板智力竞赛”。用青年智力玩具发明者顾伟国发明的智力拼板“五巧板”,

来拼各种鸡的图案。

上海小绍兴饮食公司的三黄鸡是有名的佳肴,这次又将文化引进了


场,实在很有意思。


:五巧板是用一块正方形分成

5


而制成,用硬
..
.

板和木板都可以来制作。制作的时候一定要注意尺寸,严格按图一分割。这

五块分别为三角形

1


、梯形

2


、五边形

2






:用这五块来拼鸡或鸟。图二我们给出了一种拼法。图三是一些已

拼成的图形。









美国国内战争(南北战争)期间,美国智力游戏专家罗伊德和他的父亲

从欧洲返回祖国。途经美国宾夕法尼亚州,州长柯丁和罗伊德聊天,问起欧

洲见闻。罗伊德谈到,在英国牛津夏郡尤芬顿山上,有一座白马纪念碑。这

座白马雕塑立在山头,数英里外都能看到。柯丁知道罗伊德是有名的智力难

题专家,建议他就这匹白马出一道难题。罗伊德不愧是优秀的难题设计家,

在几分钟内就设计出了这道“矮种马智力难题”。



:罗伊德在 图纸上画了一匹矮种马的黑色剪影,要求把剪影切
开,

拼出一匹白马来。你可以用硬纸按图一把这匹黑马剪影画下来,然后用
剪刀

沿剪影的外缘剪开,剪下这匹黑马。游戏的准备工作就完成了。



:现在要求你将黑马切割成

6
块,用这

6
块板重新组合,拼出一匹

白马的轮廓来。初看这个问题,似乎不可思议。但是你仔细研究,要你拼出

的不是白马本身,而是它的轮廓,就可以展开思路。答案就是图二,将它摆

在一张白纸上,白马的轮廓不是显现出来了吗!





六巧板也比七巧板的板数少,少一块板,由于它分割巧妙,所以也能拼

出许多有趣的图形,简直可以和七巧板比美。它包括正方形

1
块、三角形

1
块、四边形

1


、五边形

2


、六边形

1


。由于它有

3


比较复杂的多边


形状。很适宜拼各种动物,所以也有人称它为“动物拼板”。



:六巧板制作也比较简单,同样可以用硬纸板制成。六块板可以合

成一个正方形,所以可以按图一来分割。先将一个大正方形分成

16
个小正方

形。然后分成

6


分,将这

6


分剪下就行了。



:前面说过,这种六巧板比较适合拼各种动物。图二我们给出了一

些。其他动物图形请读者自己去拼拼。







三角智慧板是一种八巧板,就是说它是由

8
块板组成的。由于


是将

它们拼成一个正三角形,所以又叫三角智慧板。说它是智慧板,是指玩的时

候要动脑筋,不是随随便便就能拼成的。



:在硬纸上画一个正三角形,然后再划分成
36
个小正三角形。将

大三角形如图二分成

8


,将这

8


剪下,玩具就做成了。

可以看出,这

8


板中,有

6


面积相同、而形状不同。它们都包含有

5

小正三角形。其余

2


形状相同,含有

3


小正三角形。



:三角智慧板的玩法很简单,就是将

8


板打乱,再拼成一个三角

形。不要以为很简单,实际上打乱以后,再还原是不容易的,不信你就试试

..
.

看,要不,怎么叫智慧板哩!据数学游戏专家许纯舫先生研究,这种智慧板

复原成三角形,只有一种拼法。即图二所示的拼法。当然,与图二对称的拼

法或旋转

120
度、
240
度的拼法都不能算是新的拼法。读者可以自己验证一

下,看能不能找出别的拼法来。






蜂窝拼板是一种九巧板,也就是由

9
块板组成的拼板玩具。它是由沈建

文研究出来的。
9
块板面积相同,但形状不同,由于

e
它们可以拼成一个正

六边形,就像蜂窝的形状一样,所以我们叫它蜂窝拼板。



:蜂窝拼板的制法很简单,可以用硬纸板制成。
9
块板的形状如图

一所示,它们形状各不一样,但都是由

3


菱形组成的。菱形的锐角为

6
0
°,


角为

1
20
°,边长以

1
5mm

宜。

拼板剪成后,可以涂上不同的颜色,这样玩起来就更有趣了。



:蜂窝拼板的玩法很多,主要有以下几种。

“一、拼正六边形 ,也就是蜂窝形。这是这种拼板最主要的


。拼法

很多,图二是其中一种。

二、拼图案。蜂窝拼板除了可以拼蜂窝形状外,还可以拼出许多别的图

案。图三是用它拼出的图案,有人物、鸟、汽车等等。如果你多动脑筋,就

一定能拼出各种形象生动的图案来。

三、拼“三胞胎”。把

9


板分成三组,每组

3


拼板。每组

3


拼板


拼出一图形,使三组拼板拼出的图案一样,就像是“三胞胎”。图四是拼

出的一种“三胞胎”。拼这种图案比较难,有时甚至会感到无从下手,但只

要反复试拼,便会熟练生巧,拼出许多种“三胞胎”来。







我国古时流行一种六角形的智慧板,它和前面说的蜂窝拼板相似。不过

蜂窝拼板只有

9




这种智慧板有

1
1

拼板。

于它可以合成一个六角形,


以古时又叫它“六合板”。



:用硬纸板画一个正六边形,在中间画上
54
个正三角形。然后,

按图把它分成

1
1

。将

1
1

剪下,智慧板就制成了。

从图一可以看出,六合板保持了蜂窝拼板的几种基本,类型。另外,它

又将其中几块分成了更小的小块。这
11
块当中,还有两对形状完全相同。这

样,显然拼合起来就更自由了。



:六合板的玩法有两种。一种是将
11
块板打乱,然后让它们还原

成正六角形。可以按图一的拼法还原,也可以按其他的拼法还原。总之,拼

法很多。古时有一个叫西冷钓徒的人,曾得出

100
多种拼法,大家不妨拼拼

看,能拼出几种?

另一种玩法是填六合图。就是先在纸上画一个正六边形的边框,相当一

个六角花窗。然后在框中放上一二块板,让你把其他板一一填进去,要填得

正好拼满花窗,不能留空隙,也不能超出花框。图二中给出了十二种开始位

置,我们想像它们是窗外的景色。为了增加趣味性还分别起了个景名。分别

是①高楼明月,②燕飞来,③西窗树影,④屋檐下,⑤断线风筝,⑥月西斜,

..
.

⑦西风落叶,⑧雁高飞,⑨彩云飘,⑩信鸽传书,(
11
)雄 鸡报晓,(
12


彩旗招展。拼满这些花窗的方法也有许多种。图中还给出了一种答案,供大

家参考。






大家都知道,我国古典神话小说《西游记》中,有一个神通广大的人物

孙悟空,他有一个神奇本领——七十二变。下面我们来介绍一种拼板玩具,

这种玩具共有

12
块板,用它们可以拼成一个猴头形状,而且有许许多多的拼

法,变化远大于七十二变,所以把这种拼板玩具命名为“七十二变”。

七十二变实际上是一种十二巧板,它的拼法变化多端,远远超过七十二

种。据说变化有五千多,所以有人把这种玩具叫作“
5000
通”。这种
“千变

万化”的玩具,真给你施展聪明才智打开了一个广阔的天地哩!



:这种拼板玩具制作起来很简单,用厚纸板,薄木板或塑料板制作

都行。

这种玩具由

12
块组成,它们面积一样,但形状不同。它们的制法按照图

一。在纸上画一个边长为

6
厘米的正菱形。当然尺寸可根据你的需要放大或

缩小。然后,我们把菱形分成相等的

72
个正三角形。再按图上的粗线把菱形

分成

1
2

,其中每一块都占

6


三角形面积。把这

1
2

图形描在板材上,


了加强趣味性,也可以在上面画上动物图。再切割下来,一副拼板玩具就

制成了。




“七十二变”拼板玩具有很多玩法,最有 意思的自然是拼猴头了。

整个猴头形状是一个六边形,
它由

7
2

正三角形组成,
共分

8



从上到下,


别由

1
1

13

13

11

9
7

5

3

三角形组成。你看,它多像一个猴头!

上面
说过,
“七十二变”拼板也是由

7
2

正三角形组成,所以可以用它来拼

猴头。

拼法很多,图四给出一部分拼法。你看,它们的拼法部不相同。如果把

12
块板分别涂成不同颜色,你将会看到每一种猴头的脸谱都不相同,多么丰

富多彩!不知你注意了没有,为什么这种拼板能拼出这么多的猴头?大家来

看一下,猴头是一个上大下小的凸六边形,它的每一个内角都是
120
°,而

每一块拼板的内角或外角都是

60
°或

120
°,这就为它拼猴头提供了可能。

可以肯定,用这种拼板决不能拼出带直角的图形,也就是说,它决拼不出
“方

头方脑”的脸谱来。

“七十二变”拼板的另一种玩法是拼放大的相似形。要求是,从
12
块拼

板中找出

4
块板来,用它拼成一个新的图形,这


图形要和

12
块板中的一块


似。也就是说,新拼出的图形是原来一块拼板的放大图,面积是原来的
4
倍。图五我们给出了每一块板的放大图。当然这并不是唯一的拼法。






地理拼板是一种帮助学习地理知识的工具,也是一种培养智力的玩具。

这种玩具是中学地理教师于虹通过数学实践创造出来的,



1
2

简单

的几
何图形,就可拼出与地理有关的图案,它不仅可增加同学们对学习地理


的兴趣,还可以帮助记忆和理解地理学的各种知识,是一种十分有意思的

..
.

智力玩具。



:地理拼板的制法很简单,可以用硬纸板来剪制。按图一所示的形

状,在硬纸板上画上一个

4
×
4

方格,尺寸比例可按自己的需要选择。然后


它分成

1
2

。其中有大小正方形

3


、大小梯形

4


、大小三角形

4




五边


1


。画好之后,用剪刀把

1
2

图形剪下就行。为了增加兴趣,也可

以多制
作几副这样的拼板,各副涂上不同的颜色。



:这种拼板可以用来拼地理上的各种知识图案。例如,可以用它拼

地图、各地物产和著名建筑等。图二、图三用它拼成的我国及黑龙江省地图,

图四是用它拼成的非洲地图,图五是用它拼成的中国特产大熊猫,图六是用

它拼成的非洲鳄鱼,图七是用它拼成的美国著名建筑自由女神。,八是用它

拼成的埃及著名建筑金字塔和人面狮身像。






这是一种形象而有趣的拼板。由于它设计巧妙,所以玩起来既有一定的

难度,又会爱不释手。

有十七种动物,它们挤住在一所房子里,把房子挤得水泄不通。动物拼

板就是模仿这种构思而制成的。



:找一张厚纸,按图一所画的图形描好。用剪子把

17
块图形剪下

来,拼板就制成了。

为了更美观形象,可以在每一块板上画上点线、涂上颜色。这样,就变



1
7

栩栩如生的动物了。它们分别是:①老鹰、②松鼠、③鸽子、④海豚、

⑤ 鲸鱼、⑥长颈鹿、⑦豪猪、⑧狗、⑨鳄鱼、⑩河马、(
11
)恐龙、(
12


猫、(
13
)狮子、(
14
)马、(
15
)蜗牛、(
16
)塘鹅、(
17
)骆驼。



:把
17
块板打乱,然后一块一块拼起来,使它们不留一点空隙,

最后拼成如图一所示的房子形状。这就是这种拼板的基本




不要以为这种拼板很容易拼,因为各种板形状很复杂,加上板子又多,

如果你不熟悉图一的各种动物位置,有时会不知如何下手。

玩这种拼板,不仅能帮助大家掌握图形的拼合技巧,而且能帮助大家识

别和熟悉这种动物的外形。因此,这种玩具既有劝于增进平面几何的知识,

又可丰富了各种动物的知识。







据说古代以色列王国国王所罗门有一个女儿,叫伊莎贝尔。她长得十分

漂亮,向她求婚的男子很多。国王为了考验这些求婚者,出了一道难题。他

宣布:公主有一个正方形首饰盒,其中分成了许多大小不同的正方形小格,

每格中都放着贵重的首饰。谁能画出其中小格的分布图,就将公主嫁给谁。

结果,许多不学无木的求婚者都失败而归,只有一位穷苦的英雄少年正

确地回答了难题,而得到了公主的芳心。

其实,这个难题在数学上叫“完
美的正方形”。这个问题的难点在于,

分成的每一格面积都不相等。人们为了寻找这样的正方形,努力了许多年。

直到

1
939

,才发现了第一个完美的正方形,它由

6
3

大小不同的小正方


组成。后来,又不断发现了由

3
9

25

24

小正方形组成的完美正方形。

..

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