科学领域数独
⑴ 什么是数独智力游戏
数独(日语:数独 すうどく)是一种源自18世纪末的瑞士,后在美国发展、并在日本得以发扬光大的数学智力拼图游戏。拼图是九宫格(即3格宽×3格高)的正方形状,每一格又细分为一个九宫格。在每一个小九宫格中,分别填上1至9的数字,让整个大九宫格每一列、每一行的数字都不重复。
数独的玩法逻辑简单,数字排列方式千变万化。不少教育者认为数独是锻炼脑筋的好方法。
历史
如今数独的雏型首先于1970年代由美国的一家数学逻辑游戏杂志发表,当时名为Number Place。现今流行的数独于1984年由日本游戏杂志《パズル通信ニコリ》发表并得了现时的名称。数独本是“独立的数字”的省略,因为每一个方格都填上一个个位数。
数独冲出日本成为英国当下的流行游戏,多得曾任香港高等法院法官的高乐德(Wayne Gould)。2004年,他在日本旅行的时候,发现杂志的这款游戏,便带回伦敦向《泰晤士报》推介并获得接纳。英国《每日邮报》也于三日后开始连载,使数独在英国正式掀起热潮。其他国家和地区受其影响也开始连载数独。
解法举例
先注意其中一个方格,限定该方格内可以填写的数字。
注意其中一列(或者其中一个小九宫格),寻找填写某数字的方格。
学过“资料结构”的人,可以尝试用Backtrack试试。
数独的通解方法及步骤:
根据以下方法可以确保最终得到数独的解,而且通过手工运算的时间基本可以控制在1.5个小时,不论难易程度,所以此方法可以作为取得数独答案的一般解法。
1、根据横列、竖列和方格的限制条件排除各个点不可能的数字,并从1-9将各个可能的数字用小字体逐个写进每个空白的格子。(该步骤大约需要15-20分钟,这是求解的初始,务必确保没有遗漏)。
2、审视第一步骤的结果,如果发现某个空格只有一个数字,即确定该空格为这个数字。并根据该数字审视其相关的横列、竖列和方格,并划除相同的数字。(该情况出现的可能往往不多,除了较简单的数独题,但这是一个必要的过程,而且在随后的过程中要反复使用此方法。)
3、审视各个横列、竖列和方格中罗列出的可能的数字结果,若发现某一个数字在各个横列、竖列或方格中出现的次数仅一次,则可以确定该空格的解为此数字。并根据第二条的方法排除与此空格相关列或方格中相同的数字。
4、审视各个横列、竖列和方格中罗列的各个可能的结果,找出相对称的两个数组合的空格(或3个、4个组合),并确定这两个空格(或3个、4个)的数字只可能为这两个数字,即两个数字在这两个空格的位置可以交换,但不可能到该行、该列或该方格的其他位置。根据此结果可以排除相关列或方格罗列出相关数字的可能,并缩小范围。(该步骤处理的难度相对复杂,需要在积累一定经验的基础上进行,也是最终求解的关键)
5、反复使用2、3、4提到的步骤,逐步得到一个一个空格的解,并将先前罗列的各种可能的结果一个一个排除,使可能的范围越来越小,直至得到最后结果。
⑵ 数独是什么东西
数独是源自18世纪瑞士的一种数学游戏。是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字,推理出所有剩余空格的数字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫内的数字均含1到9,不重复。
⑶ 如何学习数独
一、标准数独训练
上来必须先学会做标准数独,如果喜欢杀手就想直接做杀手,那基本是行不通的。如果不提前学好标准数独,就必须在学做杀手的过程中学习标准数独,那么过程会很曲折。
1、 掌握标准数独规则及排除法
可以去书店找那种前面带一点解法的入门题集,前面基本都会介绍规则及排除法,然后把这本题集做完,至少做上100道左右的题,如果是入门或者初级的书,主要都是用排除法完成的题目。碰到卡住的时候就多想想,这个时候不建议问别人,因为最简单的题集里不会有太难的题,可能是有排除你还没看到,或者有一点超范围的解法,可以等后面学到更新的解法后再试试做。另外做完以后稍微检查一下看有没有漏填的,一上来练习就培养一下好的做题习惯。
我不建议一上来先学更多的解法然后就再做题。俗话说,贪多嚼不烂,刚上来会的多了反而会乱,做题的时候有可能总想着用复杂一点的方法而绕弯子。这就好比学习打羽毛球要先学习握拍和步伐,练习熟练后再学习挥拍和发球,然后再打球。因为当握拍和步伐已经成为习惯后,练习后面的时候就不用再惦记着它们的要领了。否则一下子全学了直接就打球,需要刻意强化的要领太多更容易乱。
2、 学习几种基本解法。
做完100道题,基本上所有人速度都可以提到10分钟以内完成一道简单的题了。这时候可以先不着急继续练速度,现在基本上对数独已经培养出自己独有的感觉了,就需要再完善自己的解法体系了。继续去学习一下区块、数对、唯余这几种解法。如果看书的话可以参考《中国数独段位考试教程业余1-5段》,如果不想买书,到网上搜索也可以找到一些论坛,里面有介绍。然后再继续大量做题,学习数独的过程中基本学习解法和做题练习的时间比例至少是1:20。如果你学习了一个小时的解法,起码要再做20个小时的题目,才能把学习到的内容消化。
区块和数对只要掌握了标候选数的方法是可以在排除之后就掌握的。唯余一开始会比较难,虽然很好理解,但是不容易找到,慢慢练习,如果做不下去的题目可以尝试全标候选数去看看,虽然标数比较费时间,但是标过几次,感觉可能就出来了。在什么地方可能会出现唯余,这种感觉也是要靠训练才能有的。有人可能知道一些数独软件,说我直接把题目输入软件不就能一下子看到唯余的地方了么?但这种方式基本达不到找感觉的目的,训练效果几乎为零。实在碰到做不下去的时候,在网上请教一下其他高手可能更好,在论坛或者QQ群,截图把自己卡住的地方发出来问大家下一步怎么做,很多人会愿意解答的。
然后就一直做题,做到大部分中级的题目可以在5-8分钟左右做完,基本上标准数独初步的学习就达到了。可以选择参加一次北京市数独运动协会的五段考试测试一下,如果30分钟能做完4道题,基本上就算达到初级水平了。这时候根据你的兴趣可以有三种选择:
(1)变型数独:如果标准实在做的有些无聊了,想追求点新鲜感和刺激,可以直接跳到第二大点:变型数独的学习中。基本上这时候一部分简单的变型数独你已经可以学习和完成了,在做变型数独的过程中也可以结合着练到标准数独解法。但如果变型数独做到一定程度你还想继续参加比赛了,那就必须再回来进行下面两个小点的训练,一旦想参加比赛,标准数独的训练根本不能停。
(2)速度训练:五段达到的速度就够了么?其实差的还很远,这只是最基本的要求了。后面可以再不断的反复练习,直到把速度提高到平均3分钟左右,当然还可以再快,越快越好。
(3)难度训练:后面还有很多复杂一点的技巧可以学习,如果想接触一些候选数的解法,就要有一些精力去学习和研究了。比如X-WING,XY-WING,单数链、唯一矩阵等等,这些也是很必要的解题技能,而且在高水平的比赛中也是会出现的。这时候除了做题,还需要一些辅助,比如一些能帮助你标候选数的软件(前提是自己标候选数已经不会出错了。)软件这块需要自己摸索,中文的有数独博士,英文的选择范围就多了,SE,HSUDOKU,JS等等,自己找个喜欢的顺手的就行。因为难的题有时候真的不知道是什么。当然用软件最好是在基本解法训练已经达标后,否则可能就练废了。授人以鱼不如授人以渔,但是出海钓鱼前安全起见也要先学会游泳啊喂!
标准数独练好速度和难度建议做做《麻辣数独标准数独》,小广告一则:《麻辣数独标准数独2》快要出啦。
二、变型数独
到这里自由度就大很多了,可以专项的一种题型接着一种题型的击破式练习,也可以混搭着玩。我当年因为没什么变型题做,只能第二届世锦赛的书反复做,那套题大概做了不下10次,差不多常见的题型也练熟了。当然现在就不用了,如果想混着玩的可以做《中国数独段位考试教程业余6-9段》,那里面都是最基本的变型题型,除了段位考试,每次比赛也基本必有这些题。而且变型虽然基础是标准,但是也有一些特有的解法,所以这本书里的解法部分也可以看看。如果想单项击破,建议先做完《中国数独段位考试教程6-9段》相对应的题型,然后试着做《麻辣数独对角线》、《麻辣数独不规则》和《麻辣数独杀手》。最基本的这些变型很有必要多练练,对做其他变型培养感觉有好处,练好了变型的基本题型以后想见见更多的题型,可以做每年全国赛的题,《风云数独》明年也要出2了,这样会遇到更多意思的变型:连续数独、摩天楼数独、箭头数独,都挺有挑战的,就是题目不太好找,网上可以到处搜搜。英文好的话到国外网站能找到更多。
三、竞技水平
如果能坚持下来,做到以上这些,基本上大部分人半年到一年就能到达竞技水平啦,然后基本也就上瘾了,这时候不让你去比赛肯定都忍不住。但是刚参加比赛肯定会受刺激,这世道牛人太多了,你会发现你虽然早已经超过业余9段水平,但在专业领域里还是人见人灭的,最牛的人比你快了一倍还不止。这时候也别着急,因为接下来想取得好的比赛成绩,还有一段很长的路要走。
1、标准数独绝对不能太差,这块被落下了的话变型数独很难追的。比业余5段的水平至少提高一倍才算凑合,就是说4道题15分钟。
2、接下来常见变型绝对都要会而且快,有些题型是每次比赛必会出现的,对角线、不规则、杀手、连续、无马、额外区域。还有一些出现的几率也很高的:摩天楼、箭头、黑白点、不连续、无缘、奇数、乘法等等。这些基本都要很熟练,虽然比例不高,一次比赛就一道题,但也跟标准差不多,是需要熟练掌握的。
3、还有一些不太常见的变型甚至每次比赛都有全新的题型,其实当你对基本变型的解法逻辑原理熟悉后,其他也会触类旁通。当然每种都有一定的训练是最好的,比如窗口和金字塔虽然也是额外区域的一种,但是都会自己特定的规则,如果没做过肯定还是不能很快掌握的。这种时候就需要在一些网站上训练了,独·数之道和欧泊颗变型都比较多,虽然跟比赛题目的风格不一定一样,但练多了也能有所熟悉。
⑷ 一共有多少种数独
合格的数独是有解,而解是唯一解
一般是运用回溯演算法,这是试误法,通常是以电脑程序检查。
以人去检查不如程序检查快!
著名的程序是 爱尔兰数学教授麦盖尔 博士(Gary McGuire)的无偿程序 SOLVER.EXE ,计算机专业的学生都可以写的出这个程序,但是程序的执行速度仍有优劣之分。
http://www.math.ie/checker.html
合格的数独解(Sudoku grids )有 6,670,903,752,021,072,936,960 这是这是贝米耳(Stanley E. Bammel)与罗思坦(Jerome Rothstein)二位数学家计算除来的,有专门研究的报告
http://www.afjarvis.staff.shef.ac.uk/sudoku/
由于同一个数独可以变形,例如左右纵列交换、上下横行交换、数字代码交换(例如1和5交换,2和8、3和4...)重复前面几次之后,就分不清是来自同一个数独,但是专家们还是有法子的。
澳大利亚的大学(The University of Western Australia )教授Gordon Royle 博士利用图形理论,发展出辨识数独变形的方法。将数独谜题利用 Nauty 程序图形转化,然后作比对。
http://people.csse.uwa.e.au/gordon/sudokumin.php
如果考虑经过变形的数独不算是新数独,那么数独解的数目会少很多!
这些都是数独专业的研究,有数学、计算机、...等专家们在研究,
特别刊载于专业学报
一共有多少种数独呢?
数学家和计算机科学家们已经对数独游戏进行了比较深入的研究,得到一些研究成果。他们已经推算出,一共有6670903752021072936960 种数独,也就是说合法的的数独解答一共有这么多种。这是个天文数字,而且在此基础上可以编制出来的数独题目会更加的多。要了解更加详细 的信息,可以去google上搜索,国外网站有较多的资料。
数独题目怎样编制出来的?
玩数独久了人们一般都会有这个疑问。其实人工编数独题目也并不是太难。首先你得有一个工具,比如随机数独生成程序或者一张数独表,你可以通过它们得到一个完整数独,也就是没有空缺的那种。 然后你可以试着从完整的数独中去掉一些数字,看看能否被推出被去掉的数字。如果可以推出来,那么你接着去掉数字,直到你觉得满意(或者没法再去掉数字)为止。当然了,一定还有其他的编制方法, 大家可以去想想看。
我们网站的数独题目是怎么来的?
其实不用说大家可能已经知道了:我们使用计算机来计算数独题目。服务器程序会自动搜寻合法的数独题目,将其保存到题库中。 所以大家看到的题目都来自题库。为什么要使用题库呢?因为使用题库我们可以非常快的为您提供数独题目,并且可以切实保证题目的质量。 数独题目有难易之分,也有好坏之分。好的数独题目更加具有挑战性,受到大家的欢迎。我们题库中的题目都经过程序预先检验, 分出难易,并且去掉比较差的题目。我们也将不断的改善和增加网站功能,确保给您提供一个专业、有趣的数独网站。
⑸ 数独的危害
1.为了完成一个“数独”表,相当长一段时间要全神贯注坐下来,短时间里大脑活动剧烈、思维连贯,要求注意力集中不能够分心,有益于培养孩子的学习习惯。因为许多孩子常常静不下来,还有些孩子注意力集中的时间相对不长而影响了学校里的学习。
2.“数独”游戏规则简单,入门容易,7、8岁的孩子都可以理解其规则。孩子早期大脑的逻辑判断训练完全可以早早开始,根本不依附于学校里学习的知识,而又有益于包括学校学科学习在内的学习。3.即使完成中途而没有得到最终的答案,大脑同样可以得到活动和锻炼,以后随时可以继续做下去。
4.在完成的过程中,我们脑海里一定沉浸在“因为”“所以”“如果”“那么”“肯定”“可能”“只有”“可以”“一定”“不一定”“一定不会”“当然”“能够”等一系列的判断之中,对于我们的逻辑思维的训练作用巨大,受益无穷,意义深远!
5.不同的人完成同一个数独表的过程肯定是不同的,不同的出发点和不同的方法并没有什么优劣而言,我们在完成它的过程中得益。
首先,这正好展示了解决问题的真实的一面,对于校正孩子被学校教育禁锢的思维起到了很好的作用。因为学生普遍认为,题目(问题)在书上,答案在老师那里,学习似乎就是附和与记忆,作业就是同学们重复同样的过程——这不是科学的学习态度。
另外,在完成的过程中可以张扬个性,你这样而我那样,殊途同归,大家完全不用一起走,从众是没有丝毫意义的,只有依靠自己——这本身就是创造性的学习。
6.完成数独的过程可以是多人参与的过程,几个同学在一起、家人几口集体参与更好。大家所表述的和听取的都是些逻辑用语,那不是一般人的生活语言,孩子可以在谈论之中锻炼听和说的能力。何况这又是一幅“同乐图”,不亦乐乎?
7.这样的游戏现在还没有“考试”,更不会“考级”,埋头于其中的人,一定会渐渐明白和认同这样的道理:
(1)做好一件事情是不容易的,哪怕很简单。
(2)前面的正确的后面得以继续下去的基础,一点都不能马虎。如果前面马虎填错了一个数,不久后一定会导致填数进行不下去而前功尽弃,所以必须步步为营打牢基础、小心翼翼避免错误。
(3)万事开头难,多练习几次后,你会感觉到脑袋活起来了,未必不会导致学科学习的进步?
(4)尽管在填的过程中始终看不到终点,那终点的到来是在不经意中,但它一定是自己勤奋努力的结果,而这结果通常是找不到答案的。
⑹ 初二科学小课题研究数独可以吗
可以,非常可以!
刚刚结束的中国数独锦标赛冠军金策就是一个14岁的初二的学生。
⑺ 什么是数独
数独(shù dú)是源自18世纪瑞士的一种数学游戏。是一种运用纸、笔进行演内算的逻辑游戏。玩家需要根据9×容9盘面上的已知数字,推理出所有剩余空格的数字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫(3*3)内的数字均含1-9,不重复。
数独盘面是个九宫,每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件,利用逻辑和推理,在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次,所以又称“九宫格”。
(7)科学领域数独扩展阅读:
数独出题方法:
1、挖洞法:从有到无的出题方法。先生成一个终盘,然后挖去部分数字形成一道题目。
2、填数法:从无到有的出题方法。在一个空盘面上填上部分数字形成一道题目。值得一提的是,2007年日本NPGenerator软件的网站提出了一种边推理边出题的出题法,可以手工打造出漂亮图案的数独题目,有兴趣出题的可以试试。
⑻ 数独可以分为哪几类
1、对角线数独:抄在标准数独规则基础上,两条大对角线的数字不重复。
2、迷你数独(Mini Sudoku):每个谜题都由一个在不同位置给与提示数字的4x4或6x6网格组成。游戏的目的是将空方格填上数字1到4(对于4x4大小的谜题)或者1到6(对于6x6的谜题),使得每一行,每一列以及每一个宫都没有重复的数字出现。
3、锯齿数独(Jigsaw Sudoku):相对标准数独而言,宫变成了不规则的。玩家需在对应的锯齿方框内填入不重复的九个数或N个数,并保证横纵也不重复。
(8)科学领域数独扩展阅读:
数独技巧:
1、基础摒除法
基础摒除法就是利用1~9的数字在每一行、每一列、每一个九宫格都只能出现一次的规则进行解题的方法。基础摒除法可以分为行摒除、列摒除、九宫格摒除。
2、唯一解法
当某行已填数字的宫格达到8个,那么该行剩余宫格能填的数字就只剩下那个还没出现过的数字了。成为行唯一解。
3、唯余解法
唯余解法就是某宫格可以添入的数已经排除了8个,那么这个宫格的数字就只能添入那个没有出现的数字。
⑼ 幼儿园数独课是什么
幼儿不叫上课,叫集体教学活动,注意
是“活动”。
一般分为五大领域教学。
语言、艺术、健康、社会、科学