师:同学们,今天我们学习田忌赛马,请准备好数学书、练习本和常用文具。这是今天的学习目标,现在开始上课。同学们,你们听过田忌赛马的故事吗?下面我们一起来听听。
齐国的大将田忌喜欢赛马,有一回,他和齐王约定进行一场比赛。他们商量好,把各自的马分成上、中、下三等。比赛时,上马对上马,中马对中马,下马对下马。由于齐王每个等级的马都比田忌的马强一些,三场比赛下来,田忌都失败了。田忌觉得很扫兴,垂头丧气地准备离开赛马场。这时,孙膑对田忌说:“你再同他赛一次,我有办法准能让你赢了他。”田忌说:“那还不是照样得输?”孙膑说:“你就按我的安排行事吧。”
比赛开始,齐王出上等马,孙膑让田忌出下等马,第一场齐王胜。接着,齐王出中等马,孙膑让田忌出上等马,第二场田忌胜。最后,齐王出下等马,田忌出中等马,第三场田忌胜。比赛结果,田忌胜两场输一场,由于比赛规则是三局两胜,所以田忌赢了。
齐王还是原来的马,只是田忌调换了一下出场顺序,就转败为胜。田忌选用了一种能获胜的策略,这就是对策。今天我们就来研究一门重要的学问——对策问题。
同学们已经了解了田忌赛马的故事,如果我们用星星来表示齐王和田忌每一匹马的实力,该怎么表示呢?如果齐王的上等马用6颗星表示,那么田忌的上等马就用5颗星表示。想一想,齐王的中等马用几颗星表示呢?
生:齐王的中等马可以用4颗星表示。
师:非常好,那么田忌的中等马就用3颗星表示。按照这样的表示方法,齐王的下等马用2颗星表示,田忌的下等马就用1颗星表示。这样就很容易看出,同一个等级的马,齐王都比田忌强一些。不同等级的马,上等马比中等马强一些,中等马比下等马强一些。
下面我们把两次比赛的情况分别用表格表示出来。第一次比赛,他们用同等级的马进行比赛,由于齐王每一个等级的马都比田忌的强一些,所以三场比赛都是齐王胜。第二次比赛是怎样反败为胜的呢?
生:第一场田忌先用自己最弱的下等马对齐王的上等马,齐王胜;第二场田忌用上等马对齐王的中等马,田忌胜;第三场,田忌用中等马对齐王的下等马,田忌胜。
师:田忌虽然不是全胜,为什么说他赢了?
生:因为比赛规则是三局两胜,在三场比赛中,田忌胜了两场,所以田忌赢了。
师:对比两次比赛,你知道田忌在第二次比赛中获胜的法宝是什么吗?
生:田忌用自己最弱的下等马对齐王最强的上等马,这样可以使对方最强的马发挥最小的作用。
师:请同学们想一想,田忌所用的这种策略是不是唯一能赢齐王的方法?下面我们一起来看看田忌共有多少种可采用的应对策略,想想怎样才能把田忌的各种应对策略有序、不重复、不遗漏地列举出来呢?我们可以用表格把各种情况记录下来,假设齐王的马出场顺序不变,分别是上等马、中等马、下等马。
第一种应对策略,派出同等级的马与齐王对阵,结果三场皆输,最后获胜方是齐王。
第二种应对策略,先固定第一场出上等马,齐王胜,把第二场和第三场的马交换,第二场出下等马齐王胜,第三场出中等马田忌胜。这样齐王胜两场输一场,最后获胜方也是齐王。
第三种应对策略,第一场出中等马齐王胜,第二场出上等马田忌胜,第三场出下等马齐王胜,最后获胜方还是齐王。
第四种应对策略,第一场仍然出中等马齐王胜,第二场出下等马齐王胜,第三场出上等马田忌胜,最后获胜方仍然是齐王。
第五种应对策略,第一场出下等马齐王胜,第二场出上等马田忌胜,第三场出中等马田忌胜,最后获胜方是田忌。
第六种应对策略,第一场仍然出下等马齐王胜,第二场出中等马齐王胜,第三场出上等马田忌胜,最后获胜方仍然是齐王。
我们不难发现,田忌一共有6种不同的应对策略,但只有第五种应对策略是唯一能赢齐王的方法。想一想为什么只有这种策略田忌才能赢齐王呢?
生:先看第一场比赛,由于齐王的上等马是最强的,所以无论田忌派什么马对齐王的上等马,第一场都是必输无疑的。田忌要想最后赢得比赛,后两场必须保留实力获得全胜,这样田忌只能以最弱的下等马对齐王最强的上等马,使对方最强的马发挥最小的作用,然后再有目标地派出每一匹马,才能确保赢下后两场比赛,最终取得整体的胜利。
师:如果不知道齐王的出场顺序,田忌还有必胜的策略吗?
