刘谦魔术 题目解析
一、四张扑克我们从上到下不妨用 A,B,C,D 来表示,对折撕开后叠在一起得到
A B C D A B C D
注:此处从左到右表示从上到下。
二、根据自己名字的字数把相应的张数的牌放在牌的下方。不妨假设我的名字为四个字,这样得到的还是:
liuqian
A B C D A B C D
注:此为虚招,跟名字的字数没有关系,一张一张放或整体放也没关系。
三、拿出前面的3张插入中间,不妨插到第二个位置,这样得到:
D A A B C B C D
注:此处只能是3张牌,这样可以保证首尾两张牌是一样的。其次,此处插入的位置是不重要
的,只要在首尾之间就可以。
四、幸运数字,得到上面牌形之后,首尾就是我们的幸运数字,此处我们的幸运数字是 D。收起第一张幸运数字牌D后,我们得到(还有7张牌):
A A B C B C D
注:另外一张牌D此时的位置是在第七个位置(最后一个位置),前面的牌怎么排列都是没关系的。
五、南方人or北方人。拿出1张,2张,或3张插入中间(不操作亦可),不妨不动得到:
A A B C B C D
注:此为虚招,只要保证我们幸运数字D的位置不变动(最后的位置)即可。
六、男生or女生。男生从上面扔1张得到:
A B C B C D
女生从上面扔2张得到:
B C B C D
此处还可以考虑另一种情形,如果小朋友不知雌雄的可以从上面扔3张得到:
C B C D
注: 上述三种情况,我们幸运数字都是最后一张,男生是6张牌第6,女生是5张牌第5,或者是4张牌的第4。
七、七字箴言:见证奇迹的时刻。读一个字放一张,一张一张的从上往下放7张。然后得到:
男:B C B C D A
女:B C D B C
or:D C B C
注:这里数字7是关键。可以做到:6张牌的话幸运数字排第5的位置, 5张牌幸运数字转换到第3的位置, 4 张牌幸运数字转换到第1的位置 (一会我们将看到这些位置的重要性)。
八、最后一步:好运留下来,烦恼丢出去。第一张留下(放在牌的最后面),第二张丢(到九霄云外),以此类推,直到剩下最后一张牌,就是我们的幸运数字牌:
D
注: 这一步游戏的本质便是数学中著名的约瑟夫问题(环)。一般的约瑟夫问题如下,具体可参见【1】及相关文献:
个人围成一圈,从第一个开始报数,第  个将被杀掉,最后剩下一个,其余人都将被杀掉。例如  ,  ,被杀掉的顺序是:5,4,6,2,3,第1个最终留下。
在该问题中,把留下的位置称作是不动点,那么 N=6,M=5 时,不动点为 1. 在该游戏中, = 6,5或4,  ,对应的情况分别是:  时的不动点为 5,  的不动点为 3, 及  的不动点为 1(这些不动点的位置正对应第七步中幸运牌所在的位置)。
九、对此游戏做以下总结:
第三步中,从上拿出3张牌保证首尾一致是关键的一步。如果最初撕开的是5张牌,也想按照上述方法到幸运数字,此时需要拿出4张插入中间来确保这个事实(当然后面的情形会不同)。
第七步中的从上往下放七张牌,是关键的一步。通过这一步的变换,可以把需要的幸运牌调到约瑟夫问题不动点的位置。除了7以外,还有其他数字能够担此大任吗?
第八步时已是水到渠成。两张牌合在一起,就是幸运数字。
小尼同学哪步犯错了?