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棋盘上的数学:最快的走法有多少种?

棋盘上的数学:最快的走法有多少种?

作者: 易水樵 | 来源:发表于2022-05-31 07:56 被阅读0次

棋盘上的数学:最快的走法有多少种?

题图所示是一个国际象棋棋盘。棋子“马”的走法是:从一个格子出发,沿着横向或者纵向跳 2 格的同时,在另一个方向上跳1格,走出一个“日”字形。例如从图中 A 出发一步可到达任意 B 的位置。那么一个棋子“马”从棋盘的左下角跳至右上角最快的走法共有多少种?


【解析】

国际象棋的棋盘上,每一格都有标准的代号。例如,a1 代表左下的黑色格子,h1 代表右下的白色格子,而右上的黑色格子代号为 h8.

从数学的角度来说,为了方便起见,可以把左下角的格子记作 (1,1), 右上角的格子记作 (8,8), 在对角线上紧邻右上角的格子则可记作 (7,7).

(1,1)(7,7) 的一种典型的最快走法如下:

(+2,+1)

(+1,+2)

(+2,+1)

(+1,+2)

以上走法的特点是:每走一步,在横向和纵向上都是前进的,符合 “最快走法” 的要求。

(1,1)(8,8) 的一种典型走法如下:

(+1,+2)

(+2,+1)

(+1,+2)

(-1,+2)

(+2,-1)

(+2,+1)

以上走法也符合 “最快走法” 的要求,其特点是:在纵、横两个方向上,都有三个 +2, 两个 +1 和一个 -1.

为了方便起见,我们引入以下记号:X:(+2,+1);x(+2,-1);Y:(+1,+2);y(-1,+y);

前面提到的从 (1,1)(7,7) 的典型走法可以简洁地表示为:XYXY.

这类走法共有 C^2_4 种变化,其最终效果相同,就是:横向前进 6 格,纵向前进 6 格。

为了到达 (8,8),也就是右上角的黑色格子,还需要多走两 步:一个 x 和一个 y,而且这两步棋不能是第一步,也不能是最后一步。

具体的例子有:

XxyYXY

XyxYXY

XxYXyY

应用插空模型可以求得,这类走法共有 C^2_4\times3\times4=72 种。

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