把10枚硬币排成一直线,如图所示。每次移动时,拿起一枚硬币,让它跳过两枚硬币后落在另一枚硬币上。请证明只要移动5次,就可以把这些硬币两两叠成一摞,排成5摞,而且彼此距离相等。这个游戏并不像看起来那么容易!
如果硬币在跳过两枚硬币之后,可以落在空位或是落在另一枚硬币上,那么请找出由多少硬币排成直线时,可以两两叠成一摞(每一摞硬币之间的距离不必相等)?最少要移动几次?
解答与分析
将7放在10上,5放在2上,3放在8上,1放在4上,9放在6上。因为到最后硬币是两两相叠,因此硬币数一定是偶数。两枚硬币的情形与题目条件不合,至于其他偶数枚硬币的情形可以用下列方法解答。
4枚硬币
有4枚硬币时,有一步必定要跳到空位上,因此最少需要移动3次。
6枚硬币
经过试验之后可以发现,如果不跳到空位上一次,将无法得到答案。同时,移动一次之后,问题就简化成4枚硬币排成一直线的情况,因此总共需要移动4次。
8枚硬币
有8枚硬币时,可用以下图示的方法,移动4次,使8枚硬币配对完成。在此过程中并没有出现任何一个移动硬币到空位上的步骤。
2n枚硬币(n≥4)

在n≥4的情形下,2n枚硬币可以在n次移动之后,成为n叠两枚一摞的硬币。这个结论可以用数学归纳法证明。下面用14枚硬币的例子,说明如何得到这个结论。
首先将11移到14,然后9移到13,7移到12,这样在这排硬币的末端就会形成3叠两枚一摞的硬币,前面留下一排8枚单独的硬币,而这个部分又可以用前面的方法得到答案。这是介绍归纳法很好的例子,可以轻易地转变成正式的数学证明题。