换卡片_趣味数学 - 查字典数学网

换卡片

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按照规定，两张带有记号△的卡片可以换一张有□的卡片，两张有□的卡片换一张有☆的卡片，两张有☆的卡片换一张有○的卡片，两张有○的卡片换一张有◎的卡片。

一个人有6张卡片，上面的记号分别是

△ △ □ ☆ ☆ ○

他去交换卡片，希望卡片的张数越少越好。换卡后，他身边还有几张卡片?上面是些什么图形?

借用数学符号，可以将换卡过程表示如下。

(△+△)+□+(☆+☆)+○=□+□+○+○=☆+◎。

由此可见，换卡后还剩两张卡片，上面的图形分别是☆和◎。

这题目很简单，一会儿就把卡片换好了。但是这题目又不简单，因为它后面有背景。

实际上，这个“两张换一张”的卡片问题，是以二进位制为背景的。

要使总的卡片张数最少，每种卡片留下的张数只能是0或1，相当于在二进位制里只用两个数字0和1.

每两张同一种的卡片换一张高一级的卡片，相当于二进位制里同一位上的两个单位合并起来向上面一位进1，“逢二进一”。

本题中每一张带有符号的卡片，相当于一个二进位制的数，对应关系如下：

△=1，

□=10，

☆=100，

○=1000，

◎=10000.

原来的卡片，有两张△，一张□，两张☆和一张○，可以用二进位制求它们的总和，得到

(1+1)+10+(100+100)+1000=10+10+1000+1000

=100+10000

=10100.

最后，将卡片记号排名榜和二进位制答数对照：

◎ ○ ☆ □ △

1 0 1 0 0

在◎和☆的位置上是数字1，其他位置上都是0.由此可见，换卡片的结果，最后保留1张◎卡和1张☆卡。

在生活中，很多场合都只有两种状态换来换去，例如灯泡的亮和熄，风扇叶的转和停，门铃的叮咚和寂静，都是由一个开关控制，有电送过去就工作，没有电送过去就休息。

在数学上，可以用二进位制的数字1和0分别表示有和无，二进位制数的每一位相当于一个转换有无的开关。所以二进位制可以在很多地方施展身手。特别是电子计算机，在那里面，二进位制可算是大显神通了。

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