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為什麼算數紙牌遊戲是計算24點而不是別的數?


為什麼算數紙牌遊戲是計算24點而不是別的數?這其實是一個有意思的問題。

最簡單的答覆:

因為24約數多啊!

稍微認真點的回答:

因為24有8個正約數,1、2、3、4、6、8、12、24,是一個超級合數,容易通過乘法來得到它,而且24本身也不太大,用4張撲克牌(點數1~10或1~13(J、Q、K分別代表11、12、13)),也比較容易通過加法來得到24,總之,通過四則運算算得24的方案數較多,所以隨意抽取4張牌,有解的可能性較大,遊戲也比較容易順暢地進行。

然而,這樣的回答能令人滿意嗎?我認為不能。

「可能性較大」是什麼意思?有多大?和別的數比呢?

——Talk is cheap, show me your data.

要算概率,首先計算4張牌可能出現的組合:

  1. 如果4個數的範圍都是1~10,那麼去除重複的情況,不同的組合數為C_{10+4-1}^{4} =frac{13!}{4!	imes 9!} =715 種。

  2. 如果4個數的範圍都是1~13,那麼去除重複的情況,不同的組合數為C_{13+4-1}^{4} =frac{16!}{4!	imes 12!} =1820 種。

當然,由於撲克牌張數的特殊性,每種情況出現的概率實際上並不相等,甚至相差很大(比如實際上出現[3,4,5,6]的可能性是[6,6,6,6]的可能性的4^{4} =256倍),不過為了簡化問題,只考慮哪些情況是有解的,並用 有解的組合數/總組合數 來計算有解的概率。

正巧我最近剛開始自學Java,於是順手編了一個算24的小程序,來計算所有數字組合的24點,寫好代碼,剩下的就交給計算機了!

嗯,結果出來了:

對於4個數均為1~10的715種情況,有566種有解,概率為79.16%

對於4個數均為1~13的1820種情況,有1362種有解,概率為74.83%

也就是說,如果我們只用數字牌,大約4/5的情況是能算出24點的,如果加上人頭牌,這個概率大約是3/4。因此,玩24點遊戲,總體來說還是比較順暢的。

當然,問題還遠沒有結束。對別的數,這個概率是多少呢?

於是改一下程序,看看同樣的組合,計算1~100的正整數,能算的概率是多少。

結果:

1)四張撲克牌均為1~10時,結果如下圖所示:橫坐標為要計算的數,左邊的縱坐標為有解的組合數,而右邊縱坐標代表的是有解的概率。

是不是很出人意料!

有最多解的計算值並不是24點!而是——2點。4個1~10的數計算2,有解的組合數為709組,有解概率高達 99.16%

24呢?正如紅圈所示,雖然有解率很高(明顯高於23和25),但也並不是鶴立雞群!你看,18和20有解的概率就比它高!

2)四張撲克牌均為1~13時,結果如下圖所示。

有解概率上,依然是2遙遙領先!

因此,我的回答是:

我們算24點,其實並不僅僅因為24點的有解概率大(雖然24的有解概率確實也不小,所有大於24的數有解概率都比24點小),如果只是為了有解概率大,那麼我們應該計算2、3、1、4等小自然數。我們之所以會去算24,乃是因為它在有解概率較大的情況下,比那些小自然數有了更多的變化性(比如3×8,4×6,18+6,14+10……),因此計算起來更具有技巧些,因此對思維的訓練也更有幫助。

其實呢,24點,如果算厭倦了,也可以算算20點、36點等等,它們的有解概率也是很大的喲!

另外,對於計算高手而言,算24點似乎簡單了些,因為總共就715種或1820種變化,難題也就諸如 [1,5,5,5]、[1,3,4,6]、[1,4,5,6]、[2,7,7,10]、[3,3,7,7]、[3,3,8,8]、[4,4,7,7] 等寥寥幾個,很容易就會厭倦的。

那麼,有什麼更好的、更有遊戲性的遊戲方式呢?

請移步:還在玩「算24點」?你OUT啦! - 看!你身邊有一隻數學! - 知乎專欄

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2014.8.7 更新

看到評論中關於文中演算法的質疑

  1. 如果4個數的範圍都是1~10,那麼去除重複的情況,不同的組合數為C_{10+4-1}^{4} =frac{13!}{4!	imes 9!} =715 種。

我這裡解釋一下:

解釋1:

用9根筷子把空間分成10塊,每一塊分別代表1~10,然後塞4個雞蛋,可以塞進同一塊空間中,不同的選牌組合,相當於9根相同筷子和4個相同雞蛋的排列數。

解釋2:

把4個數升序排列,然後做一個變換——第1個數不變,第2個數+1,第3個數+2,第4個數+3,這樣所有數必然不同,於是相當於1~13中取4個不同的數的組合數。


我們在4數網有些討論, 寫了有三年多了。

關於24點的事實


我想起一個問題說下水道蓋為什麼是圓的?很經典的一個答案是如果他是方的,你肯定又要問為什麼是方的,但是他總的有個形狀吧。

我是來負責搞笑的~


查了一下24點的紙牌遊戲規則和根據排名第一提供的資料,得出一些白話春秋戰國文言文:

只用數字牌,大約4/5的情況能算出24點,贏家通吃,另外1/5的情況,和,二八定律和囚徒困境一樣詭異;如果加上人頭,這個概率大約是3/4,贏家通吃,1/4的情況,和。

如果人生而平等的假設成立,請計算人生中你中第二次彩票的概率?


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