Логические игры и головоломки со спичками
материал по математике на тему

Головоломки

Головоломки – одни из самых интересных игр, требующие проявления находчивости, смекалки, оригинальности мышления и умения критически оценить условия или постановку вопроса. Вы можете играть в них в одиночестве или устроить веселые соревнования с друзьями.

Головоломки с цифрами

Сумма цифр

В эту игру следует играть вдвоем. Игра довольно сложная, но если придерживаться правильной тактики, можно без труда одержать победу над соперником.

Условие

Для игры вам следует выбрать многозначное число, например 999, вычислить сумму его цифр (27), а затем уже приступить к соревнованию.

Чтобы выиграть, нужно выбрать правильную стратегию, поскольку ход игры зависит от первоначального хода.

Первый игрок называет число от 27 до 999 (27 называть можно, 999 – нельзя). У выбранного числа следует вычислить сумму цифр, после чего второй игрок должен назвать число, которое меньше названного, но не меньше суммы его цифр и т. д. Проигрывает тот, кто не может назвать следующее число.

Подсказка

Попробуйте решать задачу с конца. Для этого рассмотрите текущее число (первоначальное или только что названное соперником), на которое нужно назвать свое число.

Однозначные числа всегда проигрышны, поскольку нельзя сделать ход по правилам. А вот числа от 10 до 18 – выигрышны, так как можно назвать однозначное число. Проигрышным является и число 19, поскольку приходится называть число от 10 до 18, и соперник выигрывает.

Решение

Рассмотрим текущее число (первоначальное или только что названное соперником), на которое нужно назвать свое число.

Как уже отмечалось выше, однозначные числа являются проигрышными, поскольку нельзя сделать ход по правилам, а числа от 10 до 18 выигрышны, так как можно назвать однозначное число. Число 19 тоже проигрышное.

Выигрышными являются числа от 20 до 298 (можно назвать число 19), а число 299 проигрышное (наименьшее число, имеющее сумму цифр 19 + 1, – это 20). Следующим проигрышным числом является то, что определяется как наименьшее, имеющее сумму цифр 299 + 1, то есть 300.

Учитывая все отмеченное выше, чтобы выиграть, нужно назвать числа 299, 19 или 9. В этом случае соперник не выиграет.

Суперкрестики-нолики

Вы знаете простую игру в крестики-нолики? Если да, то вы без труда освоите и ее усложненный вариант. Прежде чем начать игру, вам следует начертить на листке бумаги в клетку поле 5 ? 5.

На игровом поле игроки ставят по очереди в любую клетку крестик или нолик.

Тот, кому удалось поставить три одинаковых знака в ряд (по горизонтали, вертикали или диагонали), побеждает.

Если это не удалось никому из игроков, игра считается сыгранной в ничью.

Подсказка: выигрышная стратегия – соблюдать симметрию.

Бесконечная игра

Это достаточно сложная игра, больше подходящая для проведения математических олимпиад. Однако, если вы обладаете незаурядными математическими способностями и можете найти достойного соперника, вы интересно и с пользой проведете время.

Условие

Игроки ходят по очереди. Один называет два числа, являющиеся концами отрезка. Соперник называет два других числа, являющиеся концами отрезка, вложенного в предыдущий. Игра может продолжаться бесконечно долго.

Первый игрок стремится, чтобы в пересечении всех названных отрезков было хотя бы одно рациональное число, а противник старается ему помешать.

Подсказка: каждым своим ходом второй игрок может избежать того, чтобы определенные рациональные числа попали в пересечение всех отрезков.

Решение

Чтобы выиграть в этой игре, следует соблюдать правильную стратегию. Первым своим ходом необходимо выбрать такой отрезок, чтобы в нем не было ни одной целой точки вида g/2, где g – целое число.

Соблюдая такую стратегию, на n-ом ходу следует выбрать такой отрезок, чтобы в нем не было ни одной точки вида g/n, где g – целое число. При любой игре соперника вы можете выбирать отрезки согласно изложенным выше правилам.

А теперь попробуем доказать, что в пересечении всех названных отрезков не может быть ни одного рационального числа. Итак, пусть рациональное число s/d (для некоторого целого числа s и натурального числа d) лежит в пересечении всех отрезков. Но это противоречит тому, что игрок на d-ом ходу назвал отрезок, не содержащий рациональных чисел, представленных в виде дроби со знаменателем d.

Синие и зеленые точки

Эта игра довольно сложная. В нее следует играть вдвоем. Для игры потребуется лист бумаги, а также ручки с синим и зеленым стержнями.

Условие

Игроки ходят по очереди. Первый ставит на листе бумаги зеленую точку, второй ставит на свободные места 10 синих точек. После этого первый игрок опять ставит на свободное место зеленую точку, второй ставит на свободные места 10 синих точек и т. д.

Первый игрок считается победителем, если 3 зеленые точки образуют правильный треугольник. Если второй ему помешает, то, соответственно, выигрывает он.

Подсказка: первому игроку следует ставить до определенного момента точки на одной прямой.

Решение

Предположим, первый игрок ставит точки на одной прямой, заботясь только о том, чтобы не попасть в уже поставленную точку (это всегда возможно, поскольку на прямой бесконечно много точек).

Если уже поставлено s зеленых точек на прямой, прибавление еще одной точки на этой прямой только увеличивает количество мест, на которые можно поставить зеленую точку так, чтобы с уже поставленными она образовала правильный треугольник.

Итак, число мест, куда можно поставить точку, чтобы получился правильный треугольник, после постановки (s + 1)-й зеленой точки равно сумме арифметической прогрессии 2 + 4 + 6 + ... + 2s = s(s + 1).

Число синих точек после этого хода станет равным 10(s + 1), что при s > 10 уже меньше, чем число возможных мест для зеленой точки, создающей правильный треугольник.

Учитывая все сказанное выше, можно сделать вывод, что у первого игрока всегда есть возможность после 10-го хода одержать победу.

Угадывание чисел

Это очень сложная головоломка, в которую следует играть вдвоем. При этом соперники должны обладать математическими способностями и определенными знаниями.

Условие

Один из игроков задумывает 10 натуральных чисел: s1, s2, s3, ..., s10. Соперник старается угадать их, задавая определенные вопросы. Разрешается задавать вопросы следующего типа: чему равна сумма b1s1 + b2s2 + ... + b10s10, где b1, b2, ..., b10 – некоторые натуральные числа?

При этом угадать задуманные числа следует не более, чем за 5 вопросов.

Подсказка: первым вопросом следует узнать, что все числа s1, s2, s3, ..., s10 меньше некоторой константы.

Решение

Выяснить, какие числа загадал соперник, вы можете всего за два вопроса. За первый вопрос следует узнать значение выражения s1 + s2 + s3 + ... + s10.

Предположим, что оно равно m. Возьмем достаточно большое число n, такое, что 10n > m. Задав второй вопрос, нужно узнать значение выражения s1 + 10ns2 + 102ns3 + ... + 109ns10.

Если значение этого выражения равно r, то в десятичной записи числа r справа налево будут идти группы из n-цифр, дающие десятичные записи чисел s1, s2, s3, ..., s10, возможно с несколькими нулями впереди (поскольку s1, s2, s3, ..., s10 < 10n, при сложении чисел s1, 10ns2, 102ns3, ..., 109ns10 в столбик переносов не возникает).

Вычеркивание чисел

В эту игру следует играть вдвоем. Как и в предыдущей игре, соперникам нужны определенные знания математики.

Условие

Игроки по очереди вычеркивают 9 чисел (по своему выбору) из последовательности 1, 2, ...,100, 101. После одиннадцати таких вычеркиваний останутся 2 числа. Первому игроку присуждается столько очков, какова разница между этими оставшимися числами.

Подсказка: первым ходом нужно вычеркнуть числа из середины.

Решение

Первым ходом вам следует вычеркнуть 9 чисел от 47 до 55. Остальные числа разбиваются на пары: 1 – 56, 2 – 57, ..., 46 – 101. После каждого хода соперника вам нужно вычеркнуть числа таким образом, чтобы в каждой паре было вычеркнуто или оба числа, или ни одного.

Таким образом, в конце останется пара чисел, разность которых равна 55. Это самое большое количество очков, которое можно получить в этой игре.

Головоломки-криптарифмы

Криптарифм – это математический ребус, в котором зашифрован пример на выполнение одного из арифметических действий. При этом одинаковые цифры шифруются одной и той же буквой, а разным цифрам соответствуют различные буквы. Считается, что никакое число не должно начинаться с нуля.

От одного до девяти

Замените звездочки цифрами от 1 до 9. Каждая цифра используется только один раз.

Ответ

RSXYZ

Замените буквы цифрами так, чтобы пример на умножение был верен. Каждой букве соответствует только одна цифра. При этом разным буквам не могут соответствовать одинаковые цифры.

Ответ

Сумма трех восьмизначных цифр

Замените буквы цифрами так, чтобы пример на сложение был верен. Разным буквам не могут соответствовать одинаковые цифры.

Ответ

Простые игры-головоломки

В такие игры могут играть даже дети. Тем не менее они интересны и взрослым. Для большинства таких игр вам потребуется листки бумаги и ручки.

Собаки и кошки

В эту игру следует играть вдвоем. Первый игрок задумывает любое четырехзначное число, содержащие разные цифры. Соперник старается угадать это число.

При каждом ходе отгадывающий называет четырехзначное число с разными цифрами. Если цифра из названного числа присутствует в отгадываемом числе, такая ситуация называется «собака». Если же цифра из названного числа есть в отгадываемом числе и стоит на том же самом месте, такая ситуация называется «кошка».

Предположим, первый игрок задумал число 5732, а его соперник назвал число 3798. Первый игрок должен сказать противнику: «Одна кошка и одна собака». Второй в свою очередь запоминает это или записывает на листке бумаги.

Свое число задумывает каждый из игроков. Они ходят по очереди. Выигрывает тот, кто раньше отгадает число соперника.

Морской бой

Цель этой игры – уничтожить объекты (корабли) противника. Играют в морской бой вдвоем. Каждому из игроков следует начертить по два квадратных поля размером 10 ? 10 клеток и нарисовать на одном из них корабли (рис. 11).

Вооруженные силы каждого игрока должны содержать следующие объекты:

– четыре однопалубных корабля (1 клетка);

– два двухпалубных корабля (2 клетки);

– два трехпалубных корабля (3 клетки);

– один четырехпалубный корабль (4 клетки).

Корабли нельзя располагать вплотную друг к другу, то есть между двумя соседними объектами должна быть как минимум одна свободная клетка.

Рис. 11. Морской бой

Вы выбираете клетку, называете ее координаты и «стреляете» в этот квадрат. Если вы потопили корабль противника, последний должен сказать: «Убил».

Если вы «ранили» корабль (то есть попали в объект, имеющий больше чем одну палубу), то соперник должен сказать: «Ранил». В случае попадания в корабль соперника вы получаете дополнительный ход.

Игра заканчивается, когда один из ее участников теряет все корабли.

Морской бой по-английски

В эту игру, как и в традиционный морской бой, играют вдвоем. Каждому игроку сначала нужно начертить два квадратных поля размером 10 ? 10 клеток и нарисовать такое же количество кораблей, как и в предыдущей игре.

После этого один из игроков называет сразу несколько (от 3 до 10, по уговору) координат клеток на поле противника.

Последний сообщает нападающему, сколько попаданий произошло, однако не указывает, на каких делениях находятся «убитые» или «раненные» корабли, а затем сам делает ход. С каждым ходом соперников уменьшается количество уцелевших кораблей.

Победа присуждается самому «меткому» игроку.

Морской бой по-американски

Каждый игрок чертит два игровых поля размером 22 ? 14 клеток, после чего делит их пополам – на море и сушу.

На море располагаются такие же объекты, как и в традиционном морском бое, а на суше игроки рисуют четыре танка (по 1 клетке) и четыре самолета (по 4 клетки).

Игру проводят по тем же правилам, что и традиционный морской бой.

Самолеты следует рисовать в виде буквы «Т».

Бой канонерок

Это еще один из вариантов морского боя. Каждый из игроков чертит два поля размером 10 ? 10 клеток и, как в традиционной игре, рисует на одном из них боевые единицы – корабли, которые состоят из одной клетки.

Игра проводится по правилам обычного морского боя.

Летучий голландец

В этой игре, в отличие от традиционного морского боя, фигурирует только один многопалубный (8 клеток) корабль.

Игроки рисуют по два игровых поля размером 20 ? 20 клеток. Корабль должен занимать несколько клеток по горизонтали, вертикали и диагонали.

Противники ходят по очереди. Если кто-нибудь из них попадает в палубу корабля соперника, последний имеет право передвинуть своего «летучего голландца» на любое другое свободное место своего игрового поля. При этом корабль теряет затонувшую палубу, но его контур остается прежним.

Виселица

Это популярная игра-головоломка, созданная специально для двух игроков. Для нее вам понадобятся чистый лист бумаги и ручка (карандаш).

Один из игроков задумывает слово. При этом он должен быть уверен, что его соперник знает это слово и знаком с его правильным написанием. На листке бумаги он пишет первую и последнюю букву этого слова, а вместо остальных букв ставит звездочки или точки. Например, г*******а (гильотина).

Соперник называет любую букву, которая, по его мнению, входит в состав этого слова. Если такая буква в слове есть, другой игрок вписывает ее вместо звездочки (если таких букв две, три и более, он вписывает их все). Если буква отсутствует в этом слове, он рисует первую деталь виселицы. Противник продолжает называть буквы до тех пор, пока не отгадает все слово. За каждый неправильный ответ первый игрок рисует по очереди все детали виселицы, а затем части туловища повешенного.

Если туловище нарисовано раньше, чем противник угадывает слово, первый игрок побеждает. Если его соперник отгадывает слово правильно до того как детали виселицы и туловище нарисованы полностью, побеждает он, и тогда наступает его очередь задумывать слово.

Коридорчики

Для этой игры вам понадобится лист бумаги в клетку прямоугольной или квадратной формы. Игроки по очереди проводят вертикальные или горизонтальные линии в одну клетку.

Тот, кому удалось замкнуть линиями клетку, ставит в ней крестик (нолик) и получает еще один ход. Когда все клетки окажутся занятыми, подсчитывают, кто из игроков «захватил» больше клеток.

Головоломки со взвешиванием

В такие игры вы можете играть как в одиночестве, так и в компании друзей, предложив им решить одну из головоломок за определенное время. Выигрывает тот, кто первым правильно решит головоломку.

Фальшивые монеты

Условие

На столе лежит десять пронумерованных коробочек. В каждой из них лежит по десять монет. В одной из коробочек находятся фальшивые монеты.

Настоящая монета весит 10 г, а поддельная – 9. В помощь даны весы со шкалой в граммах.

Как определить, в какой коробочке находятся фальшивые монеты, используя весы только для одного взвешивания? Весы могут взвешивать не более 750 г.

Ответ

Возьмем из первой коробочки одну монету, из второй две, из третьей три и т. д. Всего получается 55 монет, общий вес которых должен быть 550 г. Но, так как среди них есть фальшивые, то показания весов будут отличаться от 550 г на номер коробочки с фальшивыми монетами.

Другими словами, если весы покажут 544 г, то фальшивые монеты в шестой коробочке: 550 – 544 = 6.

Существует и второй способ решения этой головоломки. Можно взять монеты только из девяти коробочек. Если общий вес будет 450 г, значит фальшивые монеты в десятой коробочке. Остальное аналогично первому решению.

Пленники

Условие

Граф, графиня и их дочь находятся в темнице высокой башни. Они весят 80, 42 и 36 кг соответственно. Еду им поднимают в двух больших корзинах, прикрепленных к концу длинной и прочной веревки, которая перекинута через балку, вбитую под самой крышей. Однажды получилось так, что когда одна корзина находилась на земле, другая была на уровне окна камеры пленников. Эти корзины стали единственной надеждой на спасение. Разумеется, когда одна корзина становится тяжелее другой, она опускается. Но если разница в весе превышает 6 кг, корзина опускается вниз. Единственное, что может помочь пленникам бежать из замка, – это находящееся в их камере пушечное ядро весом 30 кг. Попробуйте, используя пушечное ядро как противовес, помочь пленникам очутиться на свободе.

Ответ

Сначала спускается дочь, используя пушечное ядро в качестве противовеса. Достигнув земли, она не вылезает из корзины. Графиня занимает место ядра и спускается вниз, используя дочь в качестве противовеса. Затем дочь поднимается наверх и вместе с графом кладет в корзину ядро. В опустившуюся корзину вместе с ядром садится графиня, что позволяет графу спуститься на землю. Когда он оказывается внизу, графиня с ядром поднимается наверх, вылезает, а корзина с ядром опускается вниз. В пустую корзину наверху садится дочь и спускается на землю. Графиня вытаскивает ядро из поднявшейся корзины и спускается вниз, используя дочь как противовес. Дочь кладет в пустую корзину ядро, а сама садится в поднявшуюся корзину и спускается, используя ядро в качестве противовеса.

Кофе в коробках

Условие

Как развесить 20 кг кофе в 10 коробок по 2 кг в каждую за девять взвешиваний, имея только гири весом по 5 и 9 кг и используя большие весы с двумя чашами?

Ответ

На одну чашу весов следует положить гирю весом 5 кг, на другую – гирю весом 9 кг. После этого нужно уравновесить весы, насыпав 4 кг кофе на чашу с гирей в 5 кг.

Затем необходимо убрать гири с чаш весов, оставить 4 кг кофе на одной чаше и уравновесить весы, насыпав на вторую чашу еще 4 кг кофе.

После этого следует отвесить еще 4 кг кофе, а затем еще 4 кг и еще 4 кг.

Таким образом, после четырех взвешиваний в остатке будет тоже 4 кг кофе. Их нужно разделить пополам, уравновесив чаши весов.

Серебро и медь

Условие

Имеется 100 серебряных монет разных размеров и 101 медная монеты также разных размеров. Если у одной монета размер больше, чем у другой, то она и весит больше, но это верно только для монет, изготовленных из одного и того же металла.

Все монеты можно легко упорядочить по размерам на глаз. Разумеется, отличить серебро от меди тоже можно.

Как за восемь взвешиваний определить, какая монета из всех занимает по весу 101-е место?

Решая головоломку, следует помнить, что все монеты различаются не только по размеру, но и по весу.

Ответ

Сначала все монеты следует выложить в два ряда в порядке возрастания размера: медные отдельно, серебряные отдельно. Пусть первая по счету в каждом ряду монета – самая большая и тяжелая. Среднюю по весу монету можно найти, одну за другой взвешивая средние монеты каждого ряда.

Сначала нужно взвесить 51-ю медную монету и 50-ю серебряную. Если первая тяжелее, то искомая монета находится между 52–101-й медной и 51–100-й серебряной, то есть 51 + 50 монет. Остальные монеты можно отложить.

После этого следует опять взвесить средние монеты. Поскольку число вариантов растет в геометрической прогрессии, мы рассмотрим только итоги. Из 51 + 50 монет нужно выбрать и сравнить 25-ю и 26-ю монеты. Остается 26 + 25 монет.

Затем необходимо взвесить 13-ю монету каждого ряда. Остается 13 + 13 или 13 + 12 монет. Далее мы рассмотрим только случай 13 + 13 и 13 + 12 аналогично.

После этого надо взвесить 7-ю монету каждого ряда (остается 7 + 7 монет), затем —

4-ю и 3-ю монеты каждого ряда (остается 4 + 3 монеты).

Предположим, что остались медные монеты А, В, С, D и серебряные X, Y, Z (все в порядке возрастания). Следует взвесить монеты В и Y. Если В > Y, то средняя по весу монета – это одна из C, D, X, Y, если нет, то это одна из А, В, Z.

В первом случае нужно взвесить монеты С и Y. Какая из них больше, та и искомая. Если же С > Х, следует взвесить монеты D и Х: какая из них больше, та и искомая.

Пиво на троих

Условие

Три человека купили сосуд, до краев наполненный 24 л пива. Потом они приобрели три пустых сосуда объемом 5, 11 и 13 л. Как им поделить пиво на равные части за пять переливаний, используя только эти четыре сосуда?

Ответ

Как видно из условия, сосуды могут содержать 24, 13, 11 и 5 л пива. Их начальное состояние: 24, 0, 0 и 0 л пива.

Решение:

1-е переливание – 8, 0, 11, 5;

2-е переливание – 8, 11, 0, 5;

3-е переливание – 8, 13, 3, 0;

4-е переливание – 8, 8, 3, 5;

5-е переливание – 8, 8, 8, 0.

Вино на двоих

Два человека купили 8 ведер вина, налитых в большой бочонок. У них имеется еще два пустых бочонка вместимостью 5 ведер и 3 ведра. Как им разделить вино поровну, пользуясь только этими тремя бочонками?

Ответ

Как видно из условия, имеется три бочонка вместимостью 8, 5 и 3 ведра. Их начальное состояние: 8, 0 и 0 л вина. Разделить вино можно двумя способами.

Способ 1-й:

1-е переливание – 3, 5, 0;

2-е переливание – 3, 2, 3;

3-е переливание – 6, 2, 0;

4-е переливание – 6, 0, 2;

5-е переливание – 1, 5, 2;

6-е переливание – 1, 4, 3;

7-е переливание – 4, 4, 0.

Способ 2-й:

1-е переливание – 5, 0, 3;

2-е переливание – 5, 3, 0;

3-е переливание – 2, 3, 3;

4-е переливание – 2, 5, 1;

5-е переливание – 7, 0, 1;

6-е переливание – 7, 1, 0;

7-е переливание – 4, 1, 3;

8-е переливание – 4, 4, 0.

Три литра компота

Условие

Имеются трехлитровая банка компота и две пустые банки: одна – литровая, другая – двухлитровая. Как разлить компот так, чтобы во всех трех банках было по одному литру?

Ответ

Способ 1-й: наполнить литровую банку, вылить ее содержимое в двухлитровую банку, наполнить литровую банку из трехлитровой банки.

Способ 2-й: наполнить двухлитровую банку, наполнить из нее литровую банку.

Разрезание

Это очень интересные геометрические головоломки, которые интересны и детям, и взрослым. Их можно разгадывать как в одиночку, так и в компании.

Квадрат из креста

Условие

Разрежьте крест (рис. 12) на четыре равные части и сложите из них квадрат. При этом высота и ширина квадрата должны быть такими же, как высота и ширина креста.

Рис. 12. Крест, который требуется разрезать на четыре равные части

Ответ

Сначала следует разрезать крест так, как показано на рисунке 13, а затем из полученных

частей, «вывернув их наизнанку», сложить квадрат, который будет иметь отверстие в середине (рис. 14).

Рис. 13. Квадрат из креста. Первый этап

Рис. 14. Квадрат из креста. Второй этап

Доска с отверстием

Условие

Распилите квадратную доску с отверстием у одного из углов (рис. 15) на минимальное количество кусков так, чтобы, если сложить их заново, получилась точно такая же доска, но с отверстием, расположенным точно в центре.

Рис. 15. Квадратная доска с отверстием

Ответ

Сначала отпилите у доски указанный на рисунке 16 фрагмент и, развернув, приставьте его к правому верхнему углу уменьшенного квадрата.

В результате получится доска исходного размера, но с отверстием в центре (рис. 17).

Таким образом доску можно распилить только на две части.

Рис. 16. Распиливание доски. Первый этап

Рис. 17. Распиливание доски. Второй этап

Восемь частей

Условие

Разделите фигуру, приведенную на рисунке 18, на восемь одинаковых частей.

Рис. 18. Фигура, которую требуется разделить на восемь одинаковых частей

Ответ

Разделить исходную фигуру на восемь одинаковых частей можно так, как показано на рисунке 19.

Рис. 19. Деление фигуры на восемь одинаковых частей

Как получить квадрат из буквы «Z»

Условие

Разрежьте приведенную на рисунке 20 фигуру в виде буквы «Z» на три части и сложите из них квадрат. Решите головоломку двумя способами.

Рис. 20. Фигура, которую нужно разделить на три части

Ответ

Первый способ деления фигуры показан на рисунках 21 и 22.

Второй способ деления фигуры показан на рисунках 23 и 24.

Рис. 21. Деление фигуры первым способом. Первый этап

Рис. 22. Деление фигуры первым способом. Второй этап

Рис. 23. Деление фигуры вторым способом. Первый этап

Рис. 24. Деление фигуры вторым способом. Второй этап

Трапеция

Условие

Разрежьте трапецию (рис. 25) на четыре равные и одинаковые по форме части, не повторяющие исходную форму.

Рис. 25. Трапеция, которую нужно разрезать на четыре части

Ответ

Разрезать трапецию на четыре части можно так, как показано на рисунке 26.

Рис. 26. Разрезание трапеции

Квадрат

Условие

На рисунке 27 представлен квадрат 13 ? 13 клеток, состоящий из 169 квадратиков.

Рис. 27. Квадрат, который нужно разделить на квадраты меньшего размера

Попробуйте разделить этот большой квадрат на квадраты меньшего размера. При этом линии должны проходить по границам маленьких квадратов.

Ответ

Разделить большой квадрат можно на одиннадцать меньших квадратов так, как показано на рисунке 28.

Рис. 28. Деление большого квадрата на одиннадцать квадратов меньшего размера

Пять из двадцати пяти

Условие

Заштрихуйте пять квадратов из двадцати пяти на приведенной на рисунке 29 фигуре так, чтобы разделить изображение на пять равных частей одинаковой формы.

Решите эту головоломку двумя способами.

Рис. 29. Фигура, состоящая из двадцати пяти квадратов

Ответ

Первый способ. На рисунке 30 пять заштрихованных клеток образуют крест, а сама фигура делится еще на четыре таких же креста.

Второй способ. На рисунке 31 заштрихованные клетки делят фигуру на пять частей по четыре клетки в каждой.

Рис. 30. Деление фигуры на пять равных частей. Первый способ

Рис. 31. Деление фигуры на пять равных частей. Второй способ

Завещание помещика

Условие

Помещик завещал принадлежавшие ему 400 га земли и пять домов (рис. 32) своим пяти сыновьям.

Рис. 32. Расположение домов на 400 га земли

По завещанию земля делилась следующим образом:

– старшему сыну – 200 га;

– второму сыну – 100 га;

– третьему сыну – 50 га;

– четвертому сыну – 25 га;

– младшему сыну – 25 га.

В завещании говорилось, что все наделы земли должны иметь одинаковую форму и на каждом из них должен стоять дом. Помогите сыновьям выполнить волю отца.

Ответ

Старшему сыну – половину всего участка. Второму – половину от оставшегося. Третьему – половину от оставшегося. Четвертому и младшему – по половине от оставшегося. Таким образом каждый из сыновей получает участок треугольной формы (рис. 33).

Рис. 33. Деление наследства согласно завещанию помещика

Деление поля

Условие

Разделите поле (рис. 34) размером 12 ? 8 квадратов семью прямыми линиями на восемь участков, имеющих одинаковую площадь, так, чтобы на каждом из участков оказалось по два дерева.

Рис. 34. Поле, которое нужно разделить семью линиями на восемь участков

При этом линии следует проводить только по границам маленьких квадратов.

Ответ

Разделить поле можно так, как показано на рисунке 35.

Рис. 35. Деление поля

Окружность

Условие

На какое максимальное количество частей можно разрезать окружность (рис. 36) четырьмя разрезами?

Рис. 36. Окружность

При этом перекладывать части после разрезания нельзя.

Ответ

Окружность можно разрезать на одиннадцать частей так, как показано на рисунке 37.

Рис. 37. Деление окружности на одиннадцать частей

Дачники

Условие

Попробуйте разделить поровну земельный участок (рис. 38), не нарушая при этом указанных границ и не трогая дачников – так, чтобы все они получили земельные наделы одинаковой формы.

Рис. 38. Земельный участок, который нужно разделить поровну между дачниками

Ответ

Разделить земельный участок между дачниками можно так, как показано на рисунке 39.

Рис. 39.Раздел земельного участка между дачниками

Многоугольник

Условие

Разделите многоугольник, изображенный на рисунке 40, на две равные меньшие фигуры одинаковой формы.

Рис. 40. Многоугольник, который нужно разделить на две фигуры

Ответ

Разделить многоугольник на две фигуры одинаковой формы можно так, как показано на рисунке 41.

Рис. 41. Деление многоугольника

Праздничный пирог

Условие

Квадратный пирог (рис. 42) хотели разрезать на шестнадцать частей, но хозяйка решила разрезать его на шесть квадратных кусков – пять одинаковых и один большой.

Рис. 42. Квадратный пирог, разрезанный на шестнадцать частей

Можно ли разрезать пирог таким образом?

Ответ

Разрезать пирог на шесть кусков можно так, как показано на рисунке 43.

Рис. 43. Пирог, разрезанный на шесть частей

Простые задачки

Эти интересные задачки могут решить даже дети. Однако, чтобы получить правильный ответ, требуются не только знания математики, но и смекалка.

Синие и зеленые

Условие

Дан пример, в котором все нечетные числа синие, а четные – зеленые. Какого цвета будет число, являющееся суммой нечетного и четного чисел?

Ответ

Поскольку сумма четного и нечетного чисел будет нечетным числом, оно будет синего цвета.

Турист и портье

Условие

Турист не спал целые сутки. Наконец он добрался до гостиницы и снял номер.

«Пожалуйста, разбудите меня завтра ровно в восемь часов утра», – попросил он портье. «Не волнуйтесь, – ответил ему служащий гостиницы. – Я обязательно разбужу вас: вы мне позвоните, а я быстро приду и постучу к вам в дверь». «Буду вам очень признателен», – поблагодарил его турист.

Найдите ошибку в этом рассказе.

Ответ

Чтобы позвонить портье, туристу придется сначала проснуться.

Егерь

Условие

Усталый егерь возвратился домой, в свою хижину. Несколько дней он ходил по лесу, проверяя свой участок. В хижине у него были керосиновая лампа, очаг и дровяная печь, но у егеря осталась всего одна спичка. Что он зажжет сначала?

Ответ

Сначала егерь зажжет спичку.

Мыши

Условие

В комнате четыре угла. В каждом углу сидит мышь. Напротив каждой мыши по три мыши. На хвосте каждой мыши по одной мыши. Сколько всего мышей в комнате?

Ответ

В комнате находится четыре мыши.

Швея

Условие

У швеи имеется отрез ткани в 16 м, от которого она отрезает ежедневно по 2 м. По истечении скольких дней она отрежет последний кусок?

Ответ

Последний кусок ткани швея отрежет по истечении 7 дней.

Головоломки с цифрами и буквами

В этом разделе представлены как простые, так и достаточно сложные головоломки со словами и цифрами. Выберите наиболее, на ваш взгляд, интересные и попробуйте решить их самостоятельно или вместе с друзьями.

Порядок цифр

Условие

В каком порядке стоит следующий ряд цифр: 8 2 9 0 1 5 7 3 4 6?

Ответ

В алфавитном порядке: восемь, два, девять, ноль и т. д.

Четвертое число

Условие

Продолжите ряд чисел: 88, 64, 24, ....

Ответ

Каждое последующее число представляет собой произведение цифр предыдущего. Следовательно, четвертым числом в этом ряду будет 8.

Клад

Археологи нашли клад – шесть мешков с золотыми монетами. В первых четырех мешках оказалось по 60, 30, 20 и 15 золотых монет. Когда археологи подсчитали монеты в оставшихся двух мешках, руководитель экспедиции заметил, что число монет в мешках представляет некую последовательность.

Примите это к сведению и скажите, сколько монет в пятом и шестом мешках.

Ответ

Каждый следующий мешок содержит определенную часть от первого:

– 1-й мешок – 60 монет;

– 2-й мешок – 30 монет, то есть 1/2 часть от 1-го мешка;

– 3-й мешок – 20 (1/3);

– 4-й мешок – 15 (1/4);

– 5-й мешок – 12 (1/5);

– 6-й мешок – 10 (1/6).

Заглавные буквы

Условие

Допишите все оставшиеся заглавные буквы алфавита под чертой и ответьте, почему они располагаются именно так.

Ответ

Заглавные буквы, состоящие только из прямых линий, помещены над чертой, а имеющие кривые – под чертой.

Принцип расстановки чисел

Условие

Где должно стоять число 10, над чертой или под ней? Каков принцип расстановки чисел?

Ответ

Над чертой расположены числа, названия которых состоят их четырех букв.

Поэтому число 10 должно стоять под чертой.

Пятое число

Условие

Какое число в приведенном ниже ряду должно стоять пятым по счету: 7, 62, 213, 508?

Ответ

Это число 995. Дело в том, что приведенный выше ряд основан на четных числах, начинающихся с цифры 2.

Числа возводятся в куб, а затем из полученного числа вычитается порядковый номер элемента ряда.

Продолжение ряда чисел

Условие

Какое число станет продолжением следующего ряда: 1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 4, 2, 1, 2, 3, 4, 2, 2? Появится ли в данном ряду число 5?

Ответ

Следующее число – это 3. Дело в том, что данный ряд основан на количестве символов в римском представлении чисел: 1 – I, 2 – II, 3 – III, 4 – IV, 5 – V и т. д.

Поэтому число 18 (XVIII) даст первую цифру 5 в ряду.

Три буквы

Условие

Какие три буквы будут стоять вместо звездочек в следующем ряду: М, В, З, М, Ю, С, *, *, *?

Ответ

Данная последовательность состоит из первых букв названий планет Солнечной системы в порядке удаления их от Солнца начиная с самой ближней.

Поэтому следующими в ряду будут буквы «У» (Уран), «Н» (Нептун) и «П» (Плутон).

Шесть согласных

Условие

Какая буква должна стоять последней в приведенной ниже последовательности: п, в, т, ч, п, ш?

Ответ

Следующая буква «с». Принцип расстановки букв следующий: первая (п), вторая (в), третья (т), четвертая (ч), пятая (п), шестая (ш), седьмая (с).

Седьмая буква

Условие

Какая буква должна стоять в следующем ряду вместо звездочки: к, о, ж, з, г, с, *?

Ответ

Это будет буква «ф», поскольку буквы в данном ряду представляют собой первые буквы цветов радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Задачки для математических викторин

Эти игры-задачки больше всего подходят для математических олимпиад, однако вы можете предложить решить их своим друзьям или коллегам, устроив что-то наподобие занимательной викторины.

Ванна

Условие

Ванна наполняется холодной водой за 6 минут 40 секунд, горячей – за 8 минут. Если из полной ванны вынуть пробку, вода вытечет за 13 минут 20 секунд. Сколько времени нужно, чтобы наполнить ванну полностью, при условии что открыты оба крана, но ванна не заткнута пробкой?

Ответ

Сначала нужно перевести время в секунды: чтобы наполнить ванну холодной водой, требуется 400 секунд, значит, за 1 секунду наполняется 1/400 часть ванны.

Аналогично для горячей воды – за 1 секунду наполняется 1/480 часть ванны.

Аналогично для спуска воды – за 1 секунду выливается 1/800 часть ванны.

Примем за общий знаменатель 4800 и запишем уравнение.

Полученная величина равна количеству воды, наливающейся в ванну каждую секунду.

Таким образом, потребуется 5 минут, чтобы наполнить ванну.

Щука

Условие

Рыболов поймал щуку, у которой голова была длиной 6 см, хвост – размером с голову и половину тушки, а тушка – размером с половину длины рыбы с головы до хвоста. Сколько сантиметров щука была в длину?

Ответ

Голова 6 см, тушка 24 см, хвост 18 см. Длина щуки с головы до хвоста равна 48 см.

Диалог о детях

Условие

– Сколько детей у твоей сестры?

– Трое.

– И сколько им лет?

– Если перемножить все три возраста, то получится 36.

– Этой информации недостаточно.

– В сумме их возраст равен номеру моего дома, и ты его знаешь.

– Все равно сведений мало.

– Самый старший ребенок любит играть в теннис.

– Отлично, теперь я смогу назвать возраст каждого из детей.

Какого возраста дети?

Ответ

Существует восемь комбинаций, когда произведение трех чисел дает 36: 3 ? 3 ? 4, 1 ? 1 ? 36, 12 ? 3 ? 1, 2 ? 2 ? 9, 6 ? 3 ? 2, 6 ? 6 ? 1, 9 ? 4 ? 1, 18 ? 2 ? 1. После подсказки о том, что сумма возрастов равна номеру дома, а он известен, информации все равно недостаточно, следовательно, такую сумму дают как минимум две комбинации из всех возможных. Единственным числом, которому в сумме равны две комбинации чисел, является 13 (6 + 6 + 1 и 2 + 2 + 9). Последняя подсказка исключает первый вариант, значит возраст детей 2, 2 и 9 лет.

Пешеходы и оса

Условие

Два города, A и B, находятся на расстоянии 30 км друг от друга. Из этих городов одновременно выходят друг другу навстречу два пешехода и движутся, не останавливаясь, каждый со скоростью 5 км/ч. Но вместе с первым пешеходом из города A вылетает оса, пролетающая в час 10 км.

Она опережает первого пешехода и летит навстречу второму, вышедшему из города B. Встретив его, она сразу поворачивает назад, к пешеходу, движущемуся из города A. Повстречав его, оса снова летит обратно навстречу второму пешеходу. Она продолжала свои полеты вперед и назад до тех пор, пока пешеходы не встретились. Тогда она успокоилась и села на дерево. Сколько километров пролетела оса?

Ответ

Оса, не останавливаясь, летала ровно 3 часа, а значит она пролетела 30 км.

Многодетная семья

Условие

Сколько детей в многодетной семье, если известно, что у каждого сына сестер столько же, сколько и братьев, а у каждой дочери братьев вдвое больше, чем сестер?

Сколько братьев и сестер в многодетной семье?

Ответ

В многодетной семье 7 детей – 4 сына и 3 дочери.

День рождения Ивана

Условие

Этому парню по имени Иван не позавидуешь. Вот уже много лет подряд его дед Никита мучиет его одним и тем же фокусом. Как только наступает день рождения внука, старый скупердяй предлагает ему следующее: дав Ивану десять долларовых купюр и десять стодолларовых, он просит разложить их в две одинаковые коробочки.

После этого дед завязывает внуку глаза и несколько раз передвигает коробочки по столу так, чтобы Иван не догадался, где какая. Если внук кладет стодолларовые купюры сверху, вредный старик еще и перемешивает их в коробочке. Затем дед позволяет Ивану вытащить единственную купюру, которая чаще всего оказывается долларовой.

Каким образом Иван может увеличить свои шансы на успех и вытащить стодолларовую купюру?

Сгибать, надрывать, сминать и складывать купюры пополам Ивану не разрешается.

Ответ

Ивану следует положить стодолларовую купюру в одну коробочку, а все остальные – в другую, после чего его шансы попасть в коробочку с заветной купюрой оцениваются как 50 на 50.

Но если он запустит руку в коробочку с девятнадцатью купюрами, то его шансы выудить стодолларовую составят 9 из 19. Поэтому в целом вероятность того, что Иван достанет желанную купюру, можно определить так:

Это означает, что шансы Ивана вытаскивать ежегодно на свой день рождения по стодолларовой купюре равны 0,7368, или примерно 74%.

Звезды балета

Условие

Звезды балета, сестры Ирина и Елена, вовсе не собирались открывать поклонникам свой возраст.

Их пресс-секретарь на вопрос репортеров о возрасте сестер сказал следующее: «Если сложить возраст обеих сестер, в сумме получится 44.

Сейчас Ирине вдвое больше, чем было Елене, когда Ирине было наполовину столько же, сколько будет Елене, когда она станет вдвое старше, чем была Ирина тогда, когда ей было в три раза больше, чем тогда Елене».

Сколько лет сестрам?

Ответ

Чтобы ответить на этот вопрос, следует начать решение задачи с конца. Когда Елене было 5,5 лет, Ирине было 16,5 лет, когда Елене будет в три раза столько же, то есть 49,5 лет, то, разделив это число пополам, получим 24 и 3/4. Когда Ирине было столько лет, Елене было 13 и 3/4 лет. Следовательно, возраст Ирины в два раза больше, то есть 27,5 лет. Теперь нетрудно узнать возраст другой сестры: 44 – 27,5 = 16,5.

Максимальная сумма

Условие

На рисунке 44 числа 1, 18, 17 и 14 стоят в углах воображаемого квадрата и дают в сумме 50. Найдите квадрат (любого размера) с числами, стоящими в его углах, которые давали бы максимальную сумму.

Рис. 44. Числа в углах квадрата, дающие в сумме 50

Ответ

Максимальная сумма чисел, находящихся в углах квадрата, равна 82 (рис. 45).

Рис. 45. Квадрат с числами в углах, сумма которых равняется 82

Попрыгунья-стрекоза

Условие

Попрыгунья – стрекоза 1/2 каждых суток лета спала, 1/3 каждых суток танцевала, 1/6 часть – пела. Остальное время она решила посвятить подготовке к зиме.

Сколько часов в сутки стрекоза готовилась к зиме?

Ответ

На подготовку к зиме у стрекозы не оставалось времени.

Разбитый циферблат

Условие

Циферблат часов (рис. 46) разбился на четыре части так, что сумма римских чисел на каждом куске стала равняться двадцати.

Рис. 46. Циферблат

Определите, как треснул циферблат.

Ответ

Ответ показан на рисунке 47.

Рис. 47. Разбитый циферблат

Сумма и произведение

Условие

Назовите состоящие из одинаковых цифр числа, сумма которых равна их произведению. При этом числа должны состоять не менее, чем из двух цифр.

Ответ

Это числа 11 и 1,1. При сложении и перемножении результат равен 12,1.

Тараканы

Условие

В углах квадрата со стороной 10 см находится по таракану.

Если все четыре насекомых начнут двигаться одновременно и с постоянной скоростью, каждый – по одной из сторон квадрата по направлению к другому таракану (по часовой стрелке), то какое расстояние преодолеет каждый из них до того момента, когда тараканы встретятся?

При этом следует помнить, что тараканы всегда ползут по кратчайшему пути к своей цели. Для точности следует принять тараканов за безразмерную точку.

Ответ

В любой момент времени таракан-преследователь ползет по направлению, перпендикулярному пути преследуемого насекомого. По этой причине последнее никак не может оторваться от преследователя или приблизиться к нему. А таракану-преследователю нужно преодолеть лишь те самые 10 см, которые разделяли их в самом начале.

Колода карт

Условие

На столе лежит колода карт, все карты на месте. Игроки по очереди берут из колоды произвольное количество карт, но не более трех. Выигрывает тот, кто забрал из колоды последние карты (или карту).

В одном из розыгрышей победил участник, который ходил первым, причем он был уверен в выигрыше с самого начала.

Определите, какая была колода – пикетная (32 каpты), сpедняя (36 каpт) или полная (54 каpты)? Объясните свой ответ.

Эта игра является самым простым из многочисленных вариантов древней восточной игры «Hим».

Ответ

Пpавильная стpатегия – всегда оставлять в колоде число каpт, кpатное четыpем. Игрок, который ходит первым, выгpывает в том случае, если в колоде 54 каpты.

Пеpвым ходом он беpет две каpты, а затем, если сопеpник при ходе берет n каpт, всегда должен бpать 4 – n.

Если в колоде 32 или 36 каpт, пpи пpавильной игpе сопеpника тот участник, который ходит первым, пpоигpывает.

Выборы

Условие

В государстве Заполярное имеется 999 избирательных округов с одинаковым числом избирателей в каждом. От них нужно выбрать по одному депутату. Однако в этой стране всего три партии – партия любителей водки, партия любителей пива и партия любителей безалкогольных напитков. Согласно проведенным социологическим исследованиям, симпатии населения в Заполярном распределились следующим образом:

– партия любителей водки (PLV) – 15% избирателей;

– партия любителей пива (PLP) – 30% избирателей;

– партия любителей безалкогольных напитков (PLBN) – 55% избирателей.

Если в первом туре ни один кандидат не набирает 50% голосов, во второй тур проходят двое, набравшие наибольшее число голосов. Так

как сторонников партий PLV и PLP объединяет тяга к спиртному, они всегда поддерживают кандидатов друг друга во втором туре (за исключением случаев, когда оба их кандидата проходят во второй тур). Также во втором туре сторонники партии PLBN всегда голосуют за кандидата от партии PLV, если кандидат от PLBN в этом округе проиграл в первом туре.

Оцените, какое наименьшее и какое наибольшее число кандидатов от каждой партии может быть избрано в парламент государства Заполярное.

Ответ

PLV. Минимальное число кандидатов – 0. Теперь определим максимальное число кандидатов. При выборах в два тура оно будет с минимальным перевесом PLV над PLP в части округов, то есть когда PLV наберет 25% + 1 человек, PLP – 25%, а PLBN – 50% – 1 человек. Тогда во второй тур выйдут PLV и PLBN, и PLV при поддержке PLP выиграет с перевесом в 1 голос.

Поскольку PLV имеет 15% голосов, то 25% может набрать в 60% округов, то есть 0,6 ? 999 = 599,4 округа. Получается, что PLV может победить максимум в 599 округах. В 600-м округе будет только (0,4 ? 0,25) = 0,1 = 10% избирателей, что недостаточно для прохождения во второй тур, но при достаточно большом

числе избирателей в каждом округе должно хватить для обеспечения не 25%, а 25% + 1 человек, необходимых для победы в 599 округах.

PLP. Минимальное число кандидатов – 0. Как и в предыдущем случае, попробуем определить максимальное число кандидатов. В 599 округах PLP могут победить аналогично PLV, то есть, набрав в первом туре 25% + 1 голос, а PLV наберут в этих округах ровно 25% голосов. В остальных округах сторонников PLV практически не останется, зато сторонники PLP будут. Их объем от общего количества избирателей 999 округов (0,30 – 0,25 ? 599/999) = 0,14989. Чтобы выиграть в части из оставшихся 400 округов, им необходимо набрать там 50% голосов. Это возможно в округах в количестве (999 ? 0,14989/0,5) = 299,5.

Таким образом, PLP может победить в (599 + 299) = 898 округах, после чего останется не задействовано (0,30 – 0,25 ? 599/999 – 0,5 ? 299/999) = 0,00045 = 0,045% избирателей. В одном округе это составило бы 0,045% ? 999 = 44,9%. Но там может быть только (0,15 ? 999 – 0,25 ? 599) = 0,1 = 10% сторонников PLV. В таком случае в этом округе во второй тур выходят PLP и PLBN, и во втором туре PLP при поддержке PLV выигрывает. Получается, что PLP может выиграть в 899 округах.

PLBN. Случай с минимальным числом депутатов от PLBN похож на случай с максимальным числом депутатов от PLP. Другими словами, в части округов, где PLBN проигрывают,

у нее 50% – 1 человек голосов, а у PLV и PLP в сумме 50% + 1 человек. В остальных округах у PLBN 100% голосов. При этом PLBN победит в 100 округах.

Максимальное количество округов, в которых может выиграть эта партия, – 999 (например, при равномерном распределении).

Пятьдесят шесть

Условие

Получите из четырех пятерок число 56, используя математические знаки действий.

Ответ

55 + 5/5 = 56.

Страусиные яйца

Условие

Если 1,5 страуса несут 1,5 яйца в 1,5 дня, то сколько яиц снесут 6 страусов за 6 дней?

Ответ

Получается, что один страус несет 2/3 яйца ежедневно, значит, 6 страусов снесут за день 4 яйца, а за 6 дней – 24 яйца.