探秘数独之Sudoku——数字益智游戏
可能你曾经见过这样一种游戏:一个$9\imes 9$的方格被3$\imes$3的小方格分成9个,有些已经填好了数字,而你需要根据规律补充其他数字,使得每一行、每一列和每个小方格都包含数字1~9,且每个数字只能出现一次。这就是我们今天要探讨的数独。
历史渊源
数独最开始是在20世纪70年代在美国诞生的,当时它被命名为“数独”。1984年,一本叫做《数学游戏书》的书中刊登了数独的题目,让游戏受到全球范围内的关注。之后,数独又经过多次改进,变成了现在我们所玩的形式。
不过,其实数独只是一种抽象的数学游戏,类似的问题在其他领域也有很多,例如菜单设计、机器人路径规划、DNA测序等等,它们都有着相似的规律和技巧。
解题技巧
解数独,首先应该要知道一些常见的解题技巧,这里我们简单介绍一下。
唯一解法
唯一解法是最简单的解题技巧,在很多情况下都能解出空格所在的数字。方法是找到表格中只剩下一种数字可能填入该位置格子的留白情况,然后填入这个数字。
定位技巧
通过观察整个数独表格,我们也可以判断某一行、某一列或某个小方格中缺少的数字。比如如果在某行中已经有数字1、2、3、5、6、7、8,那么这行缺少的数字就是4,然后我们就可以在确切的位置填上数字4。随着题目难度升高,我们需要运用的定位技巧也会越来越高级。
排除不可能
另外一个解题技巧是排除不可能的数字,比如如果在某个小方格中已经有了数字1、2、3、4、5,那么这个小方格中一定没有数字6~9,这种数字排除法在解题过程中也很有用。
数学相关知识
对于初学者来说,可能更关心的是如何掌握数独的技巧,但其实一些基本的数学知识也是很有用的。
拉丁方阵
拉丁方阵是一种$n\imes n$矩阵($n\\geq 2$),有着以下三个特点:每个单元格中都填有1~n中的一个数字,每行每列中各只有一次1~n,每个$2\imes 2$子矩阵中各只出现一次1~n。如果你学过拉丁方阵,那么可能就能更加容易解决数独的问题。
数学公式的运用
数独虽然是一款益智游戏,但还蕴含了许多数学的规律和常识,比如乘法公式、连加公式等等,熟练的数学知识能让游戏过程更加顺畅。
总结
数独可以让我们在游戏中锻炼自己的思维能力、逻辑能力和数学知识,是一款益智游戏中的励志者,其深受全世界范围内玩家的喜爱。我们在学习数独的过程中可以提升自己,增强自己的数学素养,从而更好的掌握和解决各种问题。