“田忌赛马”数学建模
数学广角《田忌赛马》教案
(三)实践活动(用时10分钟)
1.分组讨论:学生们将分成若干小组,每组讨论一个与田忌赛马类似的实际问题。
2.实验操作:为了加深理解,我们将进行一个简单的模拟实验。通过排列组合不同的马匹,让学生直观感受策略的变化对比赛结果的影响。
其次,在教学过程中,我意识到小组讨论环节对学生思考问题、交流观点起到了很好的促进对问题缺乏深入理解。为了提高讨论效果,我计划在今后的教学中,加强对学生的引导和启发,鼓励他们主动提出问题,勇于表达自己的看法。
此外,实践活动环节,学生对模拟实验表现出较高的兴趣,但在操作过程中,部分学生仍然对如何运用策略感到困惑。针对这一点,我打算在后续教学中,增加一些类似的实践活动,让学生在动手操作中加深对策略思维的理解。
3.数学建模:培养学生运用枚举法、列表法等建模方法,解决实际比赛策略问题,提升数学建模素养。
4.数学应用:使学生认识到数学在生活中的广泛应用,激发他们将数学知识应用于解决现实问题的意识。
5.数据分析:培养学生通过分析、比较不同比赛策略的结果,发展数据分析素养,提高决策能力。
三、教学难点与重点
1.教学重点
-通过实际案例分析,让学生在实践中感受难点内容,逐步提高解决问题的能力。
在教学过程中,教师应针对这些重点和难点内容,设计具有针对性的教学活动,通过直观演示、案例分析、小组讨论等多种教学方法,帮助学生透彻理解核心知识,突破学习难点。
四、教学流程
(一)导入新课(用时5分钟)
同学们,今天我们将要学习的是《田忌赛马》这一章节。在开始之前,我想先问大家一个问题:“你们在日常生活中是否遇到过不公平竞争的情况?”比如在游戏中,如何用自己的劣势去对抗别人的优势。这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题,我希望能够引起大家的兴趣和好奇心,让我们一同探索田忌赛马的奥秘。
四年级上册数学教案-8 田忌赛马(22)-人教版
四年级上册数学教案-8 田忌赛马(22)-人教版教学目标:1. 让学生理解“田忌赛马”的故事背景,了解其中的数学问题。
2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生合作、交流、思考的能力。
教学内容:1. “田忌赛马”故事的引入。
2. 田忌赛马问题的数学模型。
3. 解决田忌赛马问题的方法。
教学步骤:一、引入故事,激发兴趣1. 讲述“田忌赛马”的故事,让学生了解故事背景。
2. 引导学生思考:田忌为什么能赢得比赛?这其中有什么数学问题?二、建立数学模型1. 提问:田忌和齐王各有几匹马?这些马的奔跑速度如何?2. 引导学生用数学符号表示田忌和齐王的马的速度。
3. 建立田忌赛马的数学模型。
三、解决问题1. 提问:如何安排田忌和齐王的马的比赛顺序,才能使田忌赢得比赛?2. 引导学生思考:田忌的马和齐王的马如何搭配比赛,才能使田忌赢得比赛?3. 引导学生运用数学知识,找出解决问题的方法。
四、总结1. 引导学生总结田忌赛马问题的解决方法。
2. 强调学生运用数学知识解决实际问题的能力。
教学评价:1. 学生是否理解“田忌赛马”的故事背景。
2. 学生是否能够建立田忌赛马的数学模型。
3. 学生是否能够运用数学知识解决田忌赛马问题。
教学反思:本节课通过引入“田忌赛马”的故事,激发了学生的学习兴趣。
在教学过程中,学生通过合作、交流、思考,建立了田忌赛马的数学模型,并运用数学知识解决了实际问题。
通过本节课的学习,学生不仅掌握了田忌赛马问题的解决方法,还培养了合作、交流、思考的能力。
在今后的教学中,我要继续关注学生的兴趣,引导他们运用数学知识解决实际问题,提高他们的数学素养。
重点关注的细节是“解决问题”这一步骤。
这是整个教学过程中的核心环节,关系到学生能否将故事中的数学问题转化为实际的解决方案,并运用数学知识进行逻辑推理和策略制定。
详细补充和说明:在“田忌赛马”问题中,学生需要理解田忌的马在整体实力上不如齐王的马,但通过巧妙的比赛策略,田忌可以赢得比赛。
数学模型作业
数学模型(第四版)第11 章(博弈模型)习题1. “田忌赛马”是一个家喻户晓的故事:战国时期,齐国将军田忌经常与齐王赛马,设重金赌注。
孙膑发现他们的马脚力都差不多,可分为上、中、下三等。
于是孙膑对田忌说:“您只管下大赌注,我能让您取胜。
”田忌相信并答应了他,与齐王用千金来赌胜。
比赛即将开始,孙膑对田忌说:“现在用您的下等马对付他的上等马,拿您的上等马对付他的中等马,拿您的中等马对付他的下等马。
” 三场比赛完后,田忌只有一场不胜而两场胜,最终赢得齐王的千金赌注。
(1)分析这个故事中还隐含了哪些信息,并思考何时可以建模为一个博弈问题,何时只是一个简单的单人决策问题。
(2)如果齐王和田忌约定比赛开始前双方同时决定马的出场顺序,并且以后不可改变,这个博弈是否存在纯战略纳什均衡?如果不存在,求出该博弈模型的混合战略纳什均衡。
2. 1943 年2 月,第二次世界大战新几内亚战争处于关键阶段,日军决定从新不列颠附近的岛屿调派援兵。
日军运输船可以沿新不列颠北侧航行,但是可能会遇上下雨,能见度也较差;或者沿岛屿的南侧航行,天气会比较好。
不论那种路线都需要三天时间。
如果他们希望有个好天气,当然应该选择沿南部走的路线。
但是战争期间日军指挥部希望运输船暴露在由西南太平洋盟军空军司令肯尼将军指挥的美军攻击火力下的时间尽可能少。
在这样的条件下日军应该选择哪条路线?不列颠远侧集结。
肯尼将军当然希望轰炸日军船队的天数达到最大。
但是美军没有足够的侦察机兼顾南北两条路线,从而尽早侦察到日本运输船的航行路线。
因此,肯尼将军只能将大量的侦察机集中在南部或者北部路线上。
肯尼将军应该怎么做呢?如果盟军将侦察机集中在南部路线上,日军也选择南部路线,则盟军可以轰炸日军三天;而若日军选择北部路线,则盟军只能轰炸日军一天。
如果盟军将侦察机集中在北部路线上,则无论日军选择哪条路线,盟军可以轰炸日军两天。
(1)建立博弈模型描述双方指挥官的决策问题。
(2)求出该博弈模型的纯战略纳什均衡,并查阅当时的历史,看看双方的行动是否确实与此一致。
四年级上册数学教案-8《田忌赛马》 人教新课标
四年级上册数学教案-8《田忌赛马》人教新课标一、教学目标1. 让学生了解田忌赛马的故事,理解田忌赛马中蕴含的数学思想,培养学生的数学思维能力和解决实际问题的能力。
2. 使学生掌握简单的排列组合知识,并能运用到实际生活中。
3. 培养学生合作交流、积极参与的精神,激发学生对数学的兴趣。
二、教学内容1. 田忌赛马的故事2. 排列组合的基本概念3. 田忌赛马问题中的数学思想三、教学重点与难点1. 教学重点:使学生理解田忌赛马中蕴含的数学思想,掌握排列组合的基本概念。
2. 教学难点:引导学生运用排列组合知识解决实际问题,培养学生的数学思维能力和解决实际问题的能力。
四、教学过程1. 导入新课通过讲述田忌赛马的故事,引导学生关注田忌赛马中蕴含的数学思想,激发学生对本节课的兴趣。
2. 探究新知(1)引导学生探讨田忌赛马问题,理解田忌赛马中蕴含的数学思想。
(2)讲解排列组合的基本概念,让学生了解什么是排列,什么是组合。
(3)通过实例讲解,让学生掌握排列组合的计算方法。
3. 实践应用(1)布置课堂练习,让学生运用排列组合知识解决实际问题。
(2)分组讨论,让学生在合作交流中提高解决问题的能力。
4. 总结提升对本节课所学内容进行总结,强调田忌赛马中蕴含的数学思想在实际生活中的应用,培养学生的数学思维能力和解决实际问题的能力。
五、课后作业1. 请学生运用排列组合知识,解决以下问题:(1)小明有4个不同的玩具,他要将这些玩具分别送给4个朋友,有多少种送法?(2)一个数字密码由4位组成,每位数字可以是0-9中的任意一个,且每位数字不重复,请问共有多少种不同的密码组合?2. 让学生收集生活中运用排列组合知识的例子,下节课分享。
六、教学反思1. 教师要关注学生在课堂上的参与程度,及时调整教学方法和节奏,确保每位学生都能掌握本节课的知识。
2. 在实践应用环节,教师应鼓励学生积极思考、大胆尝试,培养学生的创新精神和解决问题的能力。
3. 课后作业的布置要注重层次性,既要巩固基础知识,又要提高学生的思维能力。
数学广角——田忌赛马-演示课件122
如果是4颗豆、5颗豆、6颗豆呢? 4颗豆获胜策略:
(1)我方先取1; (2)接下来对方取1,你就取2,对方取2,你就取1。
2020/7/9
5颗豆获胜策略:(1)我方先取2;(2) 接下来对方取1,你就取2,对方取2,你就 取1。保证每个回合两人取的数和为3
6颗豆获胜策略:(1)对方先取;(2)接 下来每次对方取1,你就取2,对方取2,你 就取1。保证每个回合两人取的数和为3
2020/7/9
寻找获胜策略的规律:
3÷3=1 4÷3=1……1 5÷3=1……2
6÷3=2 7÷3=2……1
对方 我方 我方 对方 我方
2020/7/9
寻找获胜策略的规律:
2020/7/9
保证每个回合两人取的数和为1+2=3
• 有20颗豆,甲、乙两人轮流取走,每次只 能取1颗或2颗,谁取到最后一颗豆谁就赢 。想一想,获胜策略是什么?
2020/7/9
上等马
上等马
中等马 中等马
下等马 下等马
中等马
下等马
上等马 下等马 上等马
中等马
下等马
中等马
下等马 上等马 中等马
上等马
齐王
齐王 齐王
齐王 田忌
齐王
田忌可以采用的策略一共有6种,但 只有一种策略可以获胜。
2020/7/9
说一说,田忌赛马这种策略 在生活中还有哪些地方可以 应用?
2020/7/9
2020/7/9
想获胜的一方应先报1。接下来对如果对方 报1个数,你就报2个数;如果对方报2个数 ,你就报1个数;保证每个回合两人报数的 个数和为3,这样你就能确保胜利。
1+2=3 10÷3=3……1
田忌赛马管理谋略模型
“田忌赛马”管理谋略数学模型二旅二营赵颖乾G012012288摘要:用数学方法解析了“田忌赛马”管理谋略的奥秘,在此基础上提出了这种管理谋略的数学模式,并分析了它的特点和优点及其产生的原因,为进一步应用和推广这种管理谋略提供了具体的参照系和比较科学规范的途径和方法。
关键词:“田忌赛马”;管理谋略;数学模式问题重述“田忌赛马”是一个耳熟能详的管理话题。
我国古代杰出的军事家孙膑在“田忌赛马”中为齐国大将田忌运筹策划的管理谋略和方法,早就被人所效法。
在现代管理决策中,这种管理谋略和方法也得到了普遍的应用和推广。
然而,如何更有效地应用和推广这种管理谋略和方法,提高它的科学性、规范性和实用性,充分发挥其管理科学化的作用和效益,仍然是一个值得人们深入思考核探讨的问题。
本文运用数学方法解析了“田忌赛马”的管理谋略,在此基础上构建了这种管理谋略的数学模式,分析了它的特点和优点及其产生的原因,为在现代管理中应用和推广这种管理谋略提供具体的参照系,寻求一条更加科学规范的途径和方法。
理论基础和科学依据在“田忌赛马”中,作为赛马一方的组织者田忌,原来在比赛前心中无数,对胜利缺乏充分的信心和把握,而当他采用了孙膑的管理谋略之后,却能在不改变马的足力的情况下,不仅在比赛前胜券在握,志在必得,而且果真赢得了齐王的千金赌注。
可见,孙膑为田忌所策划的管理谋略确实计高一筹、不同凡响,具有出神入化、妙手回天的奇特功效。
人们不禁要问:孙膑的管理谋略到底有何奥秘?它为什么使田忌在比赛前就能预料并有把握地取得了胜利?这种管理谋略和方法的理论基础和科学依据是什么?乍看起来,孙膑在“田忌赛马”中所策划的管理谋略不仅奥秘神奇,而且高深莫测。
然而,只要我们仔细地加以分析,揭开它神秘面纱,就会发现其中隐藏着深刻的科学道理,是有一定的规律可以遵循的。
在比赛的双方把马分为上、中、下3个等次,同一等次马足不甚相远的条件下,谁胜谁负就完全取决于对自己所拥有的资源-----各种马足如何搭配和使用才能发挥出更大更好的效果,实质上就是比赛的组织者在比赛中能否使马的配对排列和组织作到最优化的问题。
田忌赛马数学题概率
田忌赛马数学题概率摘要:一、田忌赛马的故事背景二、田忌赛马中的数学问题三、利用概率论分析田忌赛马的策略四、总结与启示正文:田忌赛马是一则起源于中国古代的故事,讲述了田忌和齐威王通过赛马比赛来决定胜负。
在这个故事中,田忌通过巧妙的策略赢得了比赛,展示了智慧和勇气。
本文将从这个故事出发,探讨其中的数学问题以及如何利用概率论来分析田忌的策略。
在田忌赛马的故事中,田忌和齐威王各有三匹马,分别名为上、中、下三等马。
比赛规定,双方各选一匹马进行比赛,胜利者晋级,直至决出冠军。
然而,田忌的上、中、下三等马实力并不均衡,如何选择比赛马匹成为赢得比赛的关键。
为了分析田忌的策略,我们可以运用概率论的方法。
首先,我们假设每匹马胜出的概率是相等的,即1/3。
那么,田忌赛马的对阵情况如下:1.上等马vs 齐威王的上等马:胜利概率为1/32.上等马vs 齐威王的中等马:胜利概率为2/33.上等马vs 齐威王的下等马:胜利概率为100%4.中等马vs 齐威王的上等马:胜利概率为1/35.中等马vs 齐威王的中等马:胜利概率为1/36.中等马vs 齐威王的下等马:胜利概率为2/37.下等马vs 齐威王的上等马:胜利概率为1/38.下等马vs 齐威王的中等马:胜利概率为1/39.下等马vs 齐威王的下等马:胜利概率为1/3通过计算,我们可以发现,田忌有四种对阵情况可以取得胜利:上等马vs 齐威王的中等马、上等马vs 齐威王的下等马、中等马vs 齐威王的下等马。
因此,田忌应该选择这三种情况中的马匹进行比赛,以提高获胜的概率。
最终,田忌采取了这种策略,成功赢得了比赛。
这个故事告诉我们,在面临不利的条件下,通过智慧和对策略的合理运用,我们可以扭转局势,取得成功。
“田忌赛马”数学建模
“田忌赛马”数学建模(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--“田忌赛马”管理谋略数学模式的构建及其优点探析摘要:用数学方法解析了“田忌赛马”管理谋略的奥秘,在此基础上提出了这种管理谋略的数学模式,并分析了它的特点和优点及其产生的原因,为进一步应用和推广这种管理谋略提供了具体的参照系和比较科学规范的途径和方法。
关键词:“田忌赛马”;管理谋略;数学模式Building the Mathematical Mode of “Tianji’s HorseRacing Strategy” and Discussion on Its Advantage Abstract: The mystery of “Tianji’s horse racing strategy” is analyzed by using mathematical method , based on this the mathematical mode is established . Its characteristic , advantage , and origin are analyzed , which provides more scientific method for its use and popularizationKey words:“Tianji’s horse racing strategy” managerial strategy mathematical mode0 引言“田忌赛马”是一个耳熟能详的管理话题。
我国古代杰出的军事家孙膑在“田忌赛马”中为齐国大将田忌运筹策划的管理谋略和方法,早就被人所效法。
在现代管理决策中,这种管理谋略和方法也得到了普遍的应用和推广。
然而,如何更有效地应用和推广这种管理谋略和方法,提高它的科学性、规范性和实用性,充分发挥其管理科学化的作用和效益,仍然是一个值得人们深入思考核探讨的问题。
田忌赛马 数学课件
汇报人: 202X-01-05
contents
目录
• 田忌赛马的背景和故事 • 田忌赛马中的数学原理 • 田忌赛马中的数学应用 • 田忌赛马中的数学思考 • 田忌赛马的启示
01
田忌赛马的背景和故事
故事简介
田忌赛马的故事讲述了战国时期 齐国大将田忌与齐威王赛马,通 过巧妙的策略,田忌赢得了比赛
策略优化的基本概念
策略优化是指在给定条件下,通过调整策略来最大化或最 小化某个目标函数。
田忌赛马中的策略优化应用
在田忌赛马中,田忌通过优化比赛策略,成功地赢得了比 赛。
策略优化在生活中的应用
策略优化在商业、军事、政治等领域都有广泛应用,可以 帮助决策者找到最优的解决方案。
05
田忌赛马的启示
策略的重要性
排列组合
田忌赛马的故事中,田忌通过排列组合的计算,能够确定出不同 等级马之间的相对胜率。
排列组合分析
在比赛中,田忌通过排列组合的分析,能够预测出不同等级马之间 的相对胜率,从而制定出最优的比赛策略。
排列组合优化
田忌赛马的故事中,通过排列组合的优化,田忌能够最大化自己的 获胜机会,从而取得比赛的胜利。
01
策略是解决问题的关键
田忌赛马的故事中,通过调整马的出场顺序,实现了以弱胜强。这表明
在面对挑战时,选择合适的策略是至关重要的。
02
策略需要灵活多变
田忌赛马的故事中,孙膑为田忌提供了三种策略,根据实际情况选择最
合适的策略,体现了策略的灵活性和多变性。
03
策略需要不断优化
田忌赛马的故事中,孙膑通过观察对手的策略,不断优化自己的策略,
02
田忌赛马中的数学原理
概率论基础
数学实验与数学建模 田忌赛马问题 课程大作业
Mathematica解决田忌赛马问题学院:电子信息工程学院专业:通信工程姓名:王斯宇学号:11211116指导老师:范秉理老师完成时间:2013年6月3日一、问题描述我国古代有“齐王赛马”的典故,说的是战国时代的齐王与其大将田忌赛马,双方约定各出上、中、下3个等级的马匹进行比赛,这样共赛马3次,每次比赛的败者付给胜者一百金。
已知在同一等级马的比赛中,齐王之马稳操胜券,但田忌的上、中等级的马可以分别胜齐王的中、下等级的马。
还是同样的马匹,由于调换一下比赛的出场顺序,就得到转败为胜的结果。
二、问题分析通过对比发现,齐王获胜机会有5次,而田忌仅仅只有一次,此为运筹学对策论解释。
三、问题求解在mathematica里,编写一下程序:上马= 3;中马= 2;下马= 1; (“比赛时就是比马的速,大者获胜”)单挑[甲马_Integer, 乙马_Integer] :=Which[甲马> 乙马, 甲胜, 甲马< 乙马, 乙胜, True, 平局]; (“齐威王、田忌决定的赛马出场次序”)齐威王队= {上马, 中马, 下马};田忌队= {下马, 上马, 中马};MapThread[单挑, 齐威王队, 田忌队](“完整的比赛函数,它给出最然是哪个齐获胜”)比赛[{甲队名称_String, 甲队_}, {乙队名称_String, 乙队_}] :=Module[{结果}, 结果= MapThread[单挑, 甲队, 乙队];Which[Count[结果, 甲胜] > Count[结果, 乙胜], 甲队名称<> "胜利!", Count[结果, 甲胜] < Count[结果, 乙胜], 乙队名称<> "胜利!", True, "平局"]]; 比赛[{"田忌队", 田忌队}, {"齐威王队", 齐威王队}]运行程序及结果如截图:最终用mathematica求出比赛结果。
田忌赛马问题抽象为对策模型
= ������ ∈ ������ ������������ ≥ 0,1 ≤ ������ ≤ 6,
������ =1 6
6
������������ = 1
∗ ������2
= ������ ∈ ������ ������������ ≥ 0,1 ≤ ������ ≤ 6,
������ =1
没有一行均为正数,也没有一行全为负数, 可以知道无论田忌选取哪种策略均无必胜,而齐王也同样没有必胜的策略。
������ −������ −������ −������ −������ −������
−������ −������ −������ ������ −������ −������
−������ −������ ������ −������ −������ −������
策略集:������1 = ������1 , ������2 , ������3 , ������4 , ������5 , ������6 ;������2 = ������1 , ������2 , ������3 , ������4 , ������5 , ������6 记
6 6
E ������, ������ = ������ ������������ =
������ =6 ������ =6
������
������������������ ������������ ������������
2、 从田忌的赢得矩阵 −3 −1 A = −1 −1 1 −1 −1 −3 −1 −1 −1 1 −1 1 −3 −1 −1 −1 1 −1 −1 −3 −1 −1 −1 −1 −1 1 −3 −1 −1 −1 1 −1 −1 −3
四年级数学田忌赛马公式最佳方法
四年级数学田忌赛马公式最佳方法四年级数学中,田忌赛马问题是一类典型的问题。
问题的大意是,田忌和他的朋友马王为了比赛马的速度,需要从自己的马群中选取马
匹进行比赛。
每匹马都有一定的速度,速度从快到慢依次排列。
解决田忌赛马问题的最佳方法是使用贪心算法。
具体步骤如下:
1.将田忌马匹的速度从快到慢进行排序。
2.将马王马匹的速度从快到慢进行排序。
3.从田忌马匹中选择速度最快的一匹马,与马王马匹中速度最快
的一匹进行比赛。
4.如果田忌马匹赢了这场比赛,则田忌胜出,否则换一匹速度次
快的马匹进行比赛。
5.重复步骤3和步骤4,直到比赛结束。
这个方法的原理是,贪心选择速度最快的马匹与对手进行比赛,
这样可以最大程度地保留剩下马匹中速度相对较快的马匹,提高整体
胜利的机会。
拓展部分:
-除了田忌赛马问题,贪心算法在其他领域也有广泛的应用,比如
任务调度、资源分配等问题。
-在实际生活中,我们也可以借鉴贪心算法的思想,例如在做作业
或解决问题时,可以先解决最容易或最重要的部分,以提高效率。
-田忌赛马问题还可以用图论的最大匹配算法来解决。
以马王和田
忌的马匹为图的两个顶点集,其中一方的马与另一方的马之间有边连接,权值为比赛结果。
通过求解最大匹配,可以得到最佳的比赛方案。
-田忌赛马问题也可以变形为其他类型的问题,比如田忌参加国际
马拉松比赛,需要从自己的训练队伍中选出参赛队员。
类似的贪心算
法思想同样适用于这类问题。
“田忌赛马”中的数学思考
“田忌赛马”中的数学思考
江苏省海安县紫石中学傅卜宏(226600)
“田忌赛马”是战国时代有名的历史故事。
传说当时齐威王常与大将田忌赛马,每次赛马都将马分为上、中、下三等,分别以上等马对上等马,中等马对中等马,下等马对下等马连赛三场,由于田忌的马较齐威王同等马的马力差,虽然相差不远,但每次总是连输三场。
在旁观看的谋士孙膑暗地里对田忌说:“明天再都进行比赛,我一定能使你获得胜利。
”孙膑是战国时代著名的军事家,田忌很相信他,于是就与齐威王约定明日再赛三场而每场赌黄金一千两,即输者给赢者一千两,消息传开,第二天前来围观的有数千人。
孙膑给田忌定的决策是:第一场以下等马对齐威王的上等马,第二场以上等马对齐威王的中等马,第三场以中等马对齐威王的下等马。
结果除一场输外,第二、三场都是田忌得胜。
三场比赛田忌一输两赢,因而赢了齐威王一千两黄金。
那么孙膑是如何想到比赛策略的呢?,具体我认为孙膑是运用了数学上的穷举归纳法,具体分析如下:
假定高一等级的马总比低一等级的马要强,而同一等级的马齐威王的要比田忌的强,那么田忌可能选择的策略穷举出来有以下六种:
其中(中,下)表示田忌以中等马对齐威王的下等马,其余类推;“结果”一列表示田忌输赢场数。
通过综合比较可见,若齐威王的策略不变,则策略(5)即孙膑的决策对田忌来说是最好的决策。
孙膑在研究赛马的决策时,把齐威王的策略固定化,一般当穷举时,若研究对象有两个变动因素,首先可设法将一个因素的各种情况穷举出来,接着针对每一种情况将另一个因素的各种特殊情况穷举出来,这样“穷举”里套“穷举”就把研究对象中的全部个别特殊情况一一列出来了。
这对于我们寻找规律也很有帮助。
《田忌赛马》数学课件
如何运用排列组合原理
排列组合
排列组合是数学中的基本原理之一,用于描述不同元素之 间的排列和组合关系。
田忌赛马中的排列组合
在田忌赛马中,田忌通过分析不同马匹之间的速度关系, 以及比赛规则中的排列组合,制定出最佳的比赛策略。
排列组合原理的应用
在现实生活中,排列组合原理的应用也非常广泛,例如在 计算机科学、统计学、游戏设计等领域,通过排列组合可 以更好地理解和分析问题。
田忌的好友孙膑发现比赛的规则是按照马匹的上、中、下三个等级进行比赛,而田 忌的马匹只在上、中等级上略逊于齐威王,在下等级上则明显优于对方。
故事内容
孙膑向田忌提出了一个计策,让田忌用下等级的马匹对阵齐威王的上等级马匹, 用上等级的马匹对阵对方的中等级马匹,用中等级的马匹对阵对方的下等级马匹 。
按照这个策略,田忌赢得了比赛。
05
田忌赛马的启示与思考
对策思维的重要性
对策思维是指根据实际情况制定相应的策略来解决问题的方 法。在田忌赛马的故事中,田忌通过观察赛场情况,灵活调 整马的出场顺序,最终取得了胜利。这说明对策思维在解决 问题时的重要性,需要根据实际情况灵活应变。
田忌赛马的故事中,田忌并没有按照常规的出场顺序出马, 而是根据实际情况调整了马的出场顺序,从而取得了胜利。 这说明在面对问题时,不能拘泥于常规思维,需要勇于创新 和尝试。
04
田忌赛马中的数学思考
如何理解概率论
概率论
概率论的应用
概率论是研究随机现象的数学学科, 通过概率论可以理解事件发生的可能 性。
在生活中,概率论的应用非常广泛, 例如在决策制定、投资理财、保险等 领域,通过概率论可以更好地理解和 预测事物的发展趋势。
田忌赛马中的概率
田忌赛马中的数学知识
田忌赛马中的数学知识
“田忌赛马所用的数学知识是“博弈论”。
这是一种专门研究斗争的方法,后来被称为“对策论”,或者叫做“博弈论”。
田忌所代表的一方的上、中、下三批马,每个层次的质量都劣于齐王的马。
但是,田忌用完全没有优势的下马对齐王有完全优势的上马,再用拥有相对比较优势上、中马对付齐王的中、下马,结果稳赢。
大输、小赢、小赢→ 输少赢多,是博弈论最早的例子之一。
明明田忌每个等级的马都比齐王略差,最后为什么能够反败为胜呢?
按照常规思路,用上等马对上等马,下等马对下等马。
其实这样的应对方案属于下策,明明比对手略逊一筹还硬碰硬,最后三场全败。
而获胜的方案在齐王出上等马的时候,田忌居然出下等马应对,你知道这是什么策略?为什么这么安排?
因为在齐王出上等马的时候,不管田忌出什么马应对,都属于必输的结局。
反正是必输那就用自己最差的下等马应对,输得彻彻底底。
但是这局比赛后局势完全转变。
原来齐王的三匹马都比田忌略胜一筹,但是第一局田忌以最差的下等马应对齐王的最强的上等马后,田忌剩下的是上等马和中等马,齐王剩下的是中等马和下等马。
这样原来是齐王略胜一筹,现在是田忌略胜一筹,情况发生了大逆转。
因为有实力更有底气,在接下来的比赛中,田忌就可以全力出击,和齐王硬碰硬了,而且连胜两场,最终以三局两胜获胜,扭转了连输三场的败局,做到了反败为胜,田忌赛马也成为了最后策略的代名词。
田忌赛马数学建模
齐威王出的马 a 田 忌 出 的 马 b c
a
b c
1
1 1
0
1 1
0
0 1
上述3×3=9种情况是等可能的,每种情况出现的概率都 是1/9. 故齐威王获胜的概率为6/9=2/3. 列出齐王的得分
的分布列:
0
1/3
1
2/3
P
1 2 2 齐威王得分的数学期望: E 0 1 3 3 3
当田忌选择顺序 其它四种时
3 1 1 1 1 2 ( 3 ) 1 2 10 2 10 10
这样还是不能有效降低齐威王的平均得分。
1 1 1 3 2 (4 ) 1 1.6 10 10 2
更好的是选择顺序 cab 因为这时齐威王每次的平均得分降为
因此,不论从有效降低齐威王的获胜概率还是从有效降低 齐威王的平均得分来看,田忌的最佳选择是 cab 正好与军事家孙膑的选择如出一辙。
模型构成
用数学语言把椅子位置和四只脚着地的关系表示出来
• 椅子位置ຫໍສະໝຸດ 利用正方形(椅脚连线)的对称性
B´ B A´
用(对角线与x轴的夹角)表示椅子位置 • 四只脚着地 椅脚与地面距离为零 距离是的函数 四个距离 (四只脚) 两个距离
C
O D´
A
x
D
正方形 对称性
C´
A,C 两脚与地面距离之和 ~ f()
数学模型与数学建模
“田忌赛马” 的故事
一、展示材料 战国时代,齐王与大将田忌赛马。规则如下:双方各出三 匹马,一对一共比赛三场,每场的输者要给赢者铜一千斤。齐王 的三匹马和田忌的三匹马按实力强弱都可分为上、中、下三等。 齐王的上、中、下三匹马分别比田忌的上、中、下三匹马略强一 些。每次比赛用同等级的马对抗3局,田忌就要输3局,输掉三千 斤铜。 后来,田忌手下的谋士、著名的军事家孙膑给田忌出了一个 主意:让田忌用他的下等马与齐威王的上等马比赛,他的上等马 与齐威王的中等马比赛,用中等马与齐威王的下等马比赛。这样 虽然第一场田忌必输无疑,但是却可以赢后面两场,从而二胜一 负,田忌赢了齐威王铜一千斤。
田忌赛马数学模型
(1)由题目可看出以下几点:在决策时采用不同的决策方法会产生不同的结果;对方决策透明了后,就不存在博弈问题了;不同决策会产生不同结果时才会产生博弈问题,即不同决策产生相同结果时就不存在博弈了。
赛马前田忌与齐王都不知道对方马的出场顺序时,而双方都想通过调整马的出场顺序赢得比赛,则这是博弈问题。
反之,如果一方出场顺序已被对方知道,即对方决策已确定且被知道,那么这就是单人决策问题。
(2)该博弈不存在纯战略纳什均衡,具体证明及混合纳什均衡的模型见以下数学模型:一、问题重述“田忌赛马”是一个家喻户晓的故事:战国时期,齐国将军田忌经常与齐王赛马,设重金赌注,孙膑发现田忌与齐王的马脚力都差不多,可分为上、中、下三等。
于是孙膑对田忌说:“您只管下大赌注,我能帮你取胜。
”田忌相信并答应了他,与齐王用千金来赌注。
比赛即将开始,孙膑对田忌说:“现在用您的下等马对付他的上等马,拿您的上等马对付他的中等马,拿您的中等马对付他的下等马。
”三场比赛完后,田忌只有一场不胜而另两场胜,最终赢得齐王的千金赌注。
现在假定齐王与田忌约定比赛开始前双方同时决定马的出场顺序,并且以后不可改变。
二、基本假设1齐王与田忌约定比赛开始前双方同时决定马的出场顺序,并且以后不可改变;2比赛过程不会发生其他的意外情况;3双方马的脚力每等齐王的比田忌的都略强。
三、问题分析该问题可以看成是一个博弈问题,双方有三种马的出场顺序,不同的出场顺序产生不同结果,通过建立数学模型来分析双方以怎样的出场顺序会得到怎样的结果。
由于齐王的各等马均略强于田忌的,因此田忌只有通过合理的安排马的出场顺序才能赢得比赛。
四、模型建立参与博弈的双方用N=(1,2)表示,1为田忌,2为齐王;田忌:a1(1 2 3) a2(1 3 2) a3(2 1 3)a4(2 3 1) a5(3 2 1) a6(3 1 2)表示其六种出场顺序;齐王:b1(1 2 3) b2(1 3 2) b3(2 1 3)b4(2 3 1) b5(3 2 1) b6(3 1 2)表示其六种出场顺序。
田忌赛马(教案)-四年级上册数学人教版
田忌赛马(教案)-四年级上册数学人教版教学目标:1. 理解田忌赛马的故事背景,培养学生的数学思维能力。
2. 学习简单的排列组合,培养学生的逻辑思维能力和创新意识。
3. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
教学重点:1. 理解田忌赛马的故事,掌握田忌赛马的策略。
2. 学习简单的排列组合,理解其应用。
教学难点:1. 理解田忌赛马的策略,并将其运用到实际问题中。
2. 理解排列组合的概念,并将其运用到实际问题中。
教学准备:1. 教师准备田忌赛马的故事课件。
2. 教师准备排列组合的练习题。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 教师通过讲述田忌赛马的故事,引起学生的兴趣。
2. 教师引导学生思考田忌赛马的策略,引出本节课的主题。
二、新课导入(10分钟)1. 教师通过课件,向学生介绍田忌赛马的背景和故事情节。
2. 教师引导学生思考田忌赛马的策略,让学生理解田忌赛马的策略。
3. 教师通过实例,让学生理解田忌赛马的策略,并引导学生将其运用到实际问题中。
三、新课讲解(15分钟)1. 教师讲解排列组合的概念,让学生理解排列组合的意义。
2. 教师通过实例,让学生理解排列组合的应用,并引导学生将其运用到实际问题中。
3. 教师讲解田忌赛马中的排列组合问题,让学生理解田忌赛马的策略。
四、课堂练习(15分钟)1. 教师布置排列组合的练习题,让学生独立完成。
2. 教师对学生的练习进行点评,引导学生理解排列组合的应用。
五、课堂小结(5分钟)1. 教师引导学生回顾本节课的内容,让学生总结田忌赛马的策略。
2. 教师引导学生回顾排列组合的应用,让学生理解排列组合的意义。
教学反思:本节课通过田忌赛马的故事,让学生理解田忌赛马的策略,并通过排列组合的练习,让学生理解排列组合的应用。
在教学过程中,教师要注意引导学生的思维,让学生能够理解田忌赛马的策略,并能够将其运用到实际问题中。
同时,教师还要注意培养学生的数学思维能力,让学生能够运用数学知识解决实际问题。
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“田忌赛马”管理谋略数学模式的构建及其优点探析摘要:用数学方法解析了“田忌赛马”管理谋略的奥秘,在此基础上提出了这种管理谋略的数学模式,并分析了它的特点和优点及其产生的原因,为进一步应用和推广这种管理谋略提供了具体的参照系和比较科学规范的途径和方法。
关键词:“田忌赛马”;管理谋略;数学模式Building the Mathematical Mode of “Tianji’s HorseRacing Strategy” and Discussion on Its Advantage Abstract: The mystery of “Tianji’s horse racing strategy”is analyzed by using mathematical method , based on this the mathematical mode is established . Its characteristic , advantage , and origin are analyzed , which provides more scientific method for its use and popularization Key words:“Tianji’s horse racing strategy” managerial strategy mathematical mode0 引言“田忌赛马”是一个耳熟能详的管理话题。
我国古代杰出的军事家孙膑在“田忌赛马”中为齐国大将田忌运筹策划的管理谋略和方法,早就被人所效法。
在现代管理决策中,这种管理谋略和方法也得到了普遍的应用和推广。
然而,如何更有效地应用和推广这种管理谋略和方法,提高它的科学性、规范性和实用性,充分发挥其管理科学化的作用和效益,仍然是一个值得人们深入思考核探讨的问题。
本文运用数学方法解析了“田忌赛马”的管理谋略,在此基础上构建了这种管理谋略的数学模式,分析了它的特点和优点及其产生的原因,为在现代管理中应用和推广这种管理谋略提供具体的参照系,寻求一条更加科学规范的途径和方法。
1 理论基础和科学依据在“田忌赛马”中,作为赛马一方的组织者田忌,原来在比赛前心中无数,对胜利缺乏充分的信心和把握,而当他采用了孙膑的管理谋略之后,却能在不改变马的足力的情况下,不仅在比赛前胜券在握,志在必得,而且果真赢得了齐王的千金赌注。
可见,孙膑为田忌所策划的管理谋略确实计高一筹、不同凡响,具有出神入化、妙手回天的奇特功效。
人们不禁要问:孙膑的管理谋略到底有何奥秘?它为什么使田忌在比赛前就能预料并有把握地取得了胜利?这种管理谋略和方法的理论基础和科学依据是什么?乍看起来,孙膑在“田忌赛马”中所策划的管理谋略不仅奥秘神奇,而且高深莫测。
然而,只要我们仔细地加以分析,揭开它神秘面纱,就会发现其中隐藏着深刻的科学道理,是有一定的规律可以遵循的。
在比赛的双方把马分为上、中、下3个等次,同一等次马足不甚相远的条件下,谁胜谁负就完全取决于对自己所拥有的资源-----各种马足如何搭配和使用才能发挥出更大更好的效果,实质上就是比赛的组织者在比赛中能否使马的配对排列和组织作到最优化的问题。
谁的配对排列和组合最优,谁就能稳操胜券,争取主动;否则谁就只能听天由命,任人摆布。
因此,从根本上说,这个问题时属于数学中的排列组合及其最优化的知识范畴。
这就使孙膑在“田忌赛马”中为田忌所策划的管理的理论基础,也是它的科学依据。
2 “田忌赛马”管理谋略的数学方法解析孙膑在“田忌赛马”中为田忌所策划的管理谋略的核心,就是巧妙地运用双方马的配对精心设计了一个最优化的比赛方案。
这个比赛方案可以概括为:用己方的下等马与对方的上等马去比,用己方的上等马与对方的中等马去比,用己方的中等马与对方的下等马去比。
那么,为什么说这是一个最优化的比赛方案呢?下面让我们用教学中关于排列组合及其优化的理论和方法,来解析“田忌赛马”的管理谋略。
假设田忌和齐王3个等次的马分别为田上田中田下和王上王中王下。
那么,根据排列数学公式,双方3个等次马的排列分别有:P33=3!=3×2×1=6种不同的方法(见表1)。
表1 田忌和齐王3个等次马的排列情况比赛方排列方法序号3个等次马的排列情况田忌齐王 123456123456田上田中田下田上田下田中田中田上田下田中田下田上田下田上田中田下田中田上王上王中王下王上王下王中王中王上王下王中王下王上王下王上王中王下王中王上由于田忌和齐王3个等次的马分别有6种不同的排列,那么,根据乘法原理,双方3个等次马的配对排列共有:N=m 1×m 2=6×6=36种不同的方法。
双方3个等次马的任何一种配对排列方法,都可以作为一种比赛方案。
所以,在比赛前,可供田忌选择的比赛方案就有36种(见表2)表2可供田忌选择的比赛方案从表2所列出36种比赛方案的总体情况来看,双方的马足强弱总数是相等的。
因而胜负比分也是相等的。
这样,田忌如果在比赛前随机选择一种比赛方案,他就只能预料自己在每局比赛中最终结果是输赢概率各占50%。
也就是说,田忌有可能赢,也有可能输,但无法确切地预料自己在哪一个比赛方案中的输赢结果。
那么,怎样才能使田忌在比赛前就能确切的预料,用哪个比赛方案会使自己有把握地战胜齐王而缺的赢局呢?从表2可以看出,虽然在36种比赛方案中,双方马的配对排列有36种不同的情况。
但是,如果不看配对排列顺序,只看相同配对个数,则可以把这36种配赛 方 案 序 号的 配 对 排 列赛 方 案 序 号的 配 对 排 列赛 方 案 序 号的 配 对 排 列赛 方 案 序 号的 配 对 排 列赛 方 案 序 号的 配 对 排 列赛 方 案 序 号的 配 对 排 列1 2 3 4 5 6田上 王上 田中 王中 田下 王下 田上 王上 田中 王下 田上 王中 田上 王中 田中 王上 田下 王下 田上 王中 田中 王下 田下 王上 田上 王下 田中 王上 田下 王中 田上 王下 田中 王中 田下 王上7 8 9 10 11 12田上 王上 田下 王中 田中 王下 田上 王上 田下 王下 田中 王中 田上 王中 田下 王上 田中 王下 田上 王中 田下 王下 田中 王上 田上 王下 田下 王上 田中 王中 田上 王下 田下 王中 田中 王上13 14 15 16 17 18田中 王上 田上 王中 田下 王下 田中 王上 田上 王下 田下 王中 田中 王中 田上 王上 田下 王下 田中 王中 田上 王下 田下 王上 田中 王下 田上 王上 田下 王中 田中 王下 田上 王中 田下 王上19 20 21 22 23 24田中 王上 田下 王中 田上 王下 田中 王上 田下 王下 田上 王中 田中 王中 田上 王上 田下 王下 田中 王中 田下 王下 田上 王上 田中 王下 田下 王上 田上 王中 田中 王下 田下 王中 田上 王上25 26 27 28 29 30田下 王上 田上 王中 田中 王下 田下 王上 田上 王下 田中 王中 田下 王中 田上 王上 田中 王下 田下 王中 田上 王下 田中 王上 田下 王下 田上 王上 田中 王中 田下 王下 田上 王中 田中 王上31 32 33 34 35 36田下 王上 田中 王中 田上 王下 田下 王上 田中 王下 田上 王中 田下 王中 田中 王上 田上 王下 田下 王中 田中 王下 田上 王上 田下 王下 田中 王上 田上 王中 田下 王下 田中 王中 田上 王上对排列归纳为6种配对组合,每种组合都包括6个比赛方案:第1种组合:双方马的3个配对是:田上对王上、田中对王中、田下对王下。
由此可以判断,田忌的马足强弱是3个不相上下,胜负比分是3平。
这样,田忌就只能预料自己在比赛中的输赢概率各占50%,而无法确切地知道最终结果。
第2种组合:双方马的3个配对是:田上对王上、田中对王下、田下对王中。
由此可以判断,田忌的马足强弱势3个不相上下、一个强、一个弱,胜负比分是一平一胜一负。
这样,田忌就只能预料自己在比赛中的输赢各占50%,而无法确切地知道最终结果。
第3种组合:双方马的3个配对是:田上对王中、田中对王上、田下对王下。
由此可以判断,田忌的马足是一个强、一个弱、一个不相上下,胜负比分是一平一胜一负。
这样,田忌就只能预料自己在比赛中的输赢各占50%,而无法确切地知道最终结果。
第4种组合:双方马的3个配对是:田上对王中、田中对王下、田下对王上。
由此可以判断,田忌的马足强弱是两个强一个弱,胜负比分是二胜一负。
这样,田忌就可以确定地预料自己在全局比赛中的最终结果必定是赢局。
第5种组合:双方马的3个配对是:田上对王下、田中对王上、田下对王中。
由此可以判断,田忌的马足强弱是一个强两个弱,胜负比分是一胜二负。
这样,田忌就可以确定地预料自己在全局比赛中的最终结果必定是输局。
第6种组合:双方马的3个配对是:田上对王下、田中对王中、田下对王上。
由此可以判断,田忌的马足强弱是一个强、一个不相上下,胜负比分是一胜一平一负。
这样,田忌就只能预料自己在比赛中的输赢概率各占50%,而无法确切地知道最终结果。
综上所述,对田忌来说,双方马的6种配对组合是有上下优劣之分的。
其中只有第4轮配对组合,才能使他在比赛前预见并有把握地战胜齐王而赢得全局胜利。
所以,这种组合中的6个比赛方案,才是可供田忌选择的最优化比赛方案就是其中一个。
3“田忌赛马”管理谋略数学模式的构建从以上对“田忌赛马”管理谋略数学方法解析中,可以得出这样的结论:作为赛马一方的管理者田忌,想要在比赛前预见并有把握地赢得全局比赛的胜利,就必须对双方马的配对排列和组合进行精心谋划,巧妙运筹,设计出最优化的比赛方案,才能在比赛中高人一筹而胜出对方。
这种运用数学中排列组合及其优化的理论,设计出来的最优化的方案,使一种比较科学规范的管理方法。
这就是“田忌赛马”管理谋略数学模式的基本原理。
基于上述原理,我们可以这样来构建“田忌赛马”管理谋略数学模式:设x为田忌的马;y为齐王的马;i为马足等次,取值范围是1、2、3,分别代表上、中、下。
则田忌马的集合为x i={x1,x2,x2};齐王马的集合为y i={y1,y2,y3}。
依题意:x1>x2>x3 y1>y2>y3且x1=y1 x2=y2 x3=y3故集合xi 与集合yi中的三个元素的所有一一对应关系,可归纳为6种组合:(1)x1=y1,x2=y2 ,x3=y3 ;(2)x1=y1,x2>y2 ,x3<y3 ;(3)x1>y1,x2<y2 ,x3=y3 ;(4)x1>y1,x2>y2 ,x3<y3 ;(5)x1>y1,x2<y2 ,x3<y3 ;(6)x1>y1,x2=y2 ,x3<y3 .很显然,在上述6种组合中,只有第(4)种组合的对应关系,才能充分保证集合x i 中必定有两个元素分别大于集合yi中对应的两个元素,也就是说,田忌赢得概率是100%,输的概率是0。