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棋盘上的麦粒

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国际象棋起源于古代印度,据说当时的国王要奖赏国际象棋的发明者。国王问发明者想要什么奖励,发明者说请您在棋盘的第一个格子里放一粒麦子,第二个格子里放两粒麦子,第三个格子里放四粒麦子......以此类推,每个格子里的麦子数量都要是前一个格子里的两倍,直到把64个格子全部放完,把这些麦粒全部奖赏给我就行了。 国王觉得这个要求不高,就欣然同意了。但是当他往棋盘上一格一格的放麦粒的时候才发现,全国的麦子竟然都不够放满整个棋盘。其实在高中我们就应该学到过这个故事,这其实就是一个以1为首项,2为公比的等比数列,我们要求的就是这个数列的前64项之和。根据等比数列前n项和的公式,我们可以轻易计算得到一共需要(2^64)-1粒麦子,而这足足是全世界差不多2000年的小麦产量!
但是我觉得这些小麦还是不够多,毕竟最后得到的数字可以用指数的形式轻易表达出来。如果换我向国王提要求,我会这样提:请不断向第一个格子里一粒一粒的放麦子,当第一个格子里第一次有10粒麦子时将第一格清空,同时在第二个格子里放一粒麦子。要注意,当第一格第二次有10粒麦子时就不能直接“进位”到第二格了,此时我们需要10×2^10粒麦子才能把第一格清空,并在第二个格子里放下第二粒麦子。规则是这样的:每在第一个格子里放下一粒麦子,就视为走了“一步”,步数记为m。所有的格子第一次向下一个格子“进位”时,都只需要在本格子里出现10粒麦子。步数每走一步,下下次的进位“汇率”就会在原有基础上翻倍。回到上面的例子,第一个格子里第一次有了10粒麦子时第一次向第二个格子里进位,而此时我们已经走了10步。而每走一步,下下次进位的“汇率”就会翻倍,所以当第一个格子里出现10×2^10粒麦子时才能第二次向第二个格子里进位。同样的,第一个格子第三次向第二个格子里进位就需要10×2^10×2^(10×2^10)粒麦子。 当第二个格子也第一次有了10粒麦子后,同样需要向第三个格子里面进位。但是要注意,第二个格子里的麦子第二次向第三个格子里进位时可不是简单的10×2^10粒,因为此时已经走过的步数远不止10步!记每个格子之间进位的汇率为a,第一次进位时a₁=10,第二次进位时a₂=a₁×2^m₁,其中m₁是该格子第一次向下个格子进位时走过的步数。第三次进位时a₃=a₂×2^(m₂-m₁),其中m₂是该格子第二次向下个格子进位时走过的步数。a₋n=a₋(n-1)×2^(m₋n-m₋(n-1))。请问按照这个规则,当第64个格子上出现第一粒麦子时,需要走过多少步,或者说一共需要在第一个格子里放多少粒麦子才能让第64格出现一粒麦子?


IP属地:四川来自Android客户端1楼2023-08-07 12:16回复


    IP属地:四川来自Android客户端2楼2023-08-07 12:36
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      单机贴吧?


      IP属地:四川来自Android客户端3楼2023-08-07 13:35
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        无聊


        IP属地:上海来自iPhone客户端4楼2023-08-07 13:36
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          需要18446744073709551615粒小麦


          IP属地:河北来自Android客户端5楼2023-08-07 14:39
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            IP属地:河北来自Android客户端6楼2023-08-07 14:40
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              我好像理解错题意了


              IP属地:河北来自Android客户端7楼2023-08-07 14:45
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                能不能来个大佬回答一下啊?


                IP属地:四川来自Android客户端8楼2023-08-07 15:28
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                  我也来一个,这次先放64堆麦子,然后再赏给发明者麦子。
                  放法是这样的,第1堆放1粒麦子,第2堆放2粒麦子,以此类推,直到第64堆放64粒麦子。
                  先赏给发明者64粒麦子,然后重复执行以下操作:
                  首先把目光放在最后一堆麦子身上,如果最后一堆只有1粒麦子,则将其赏给发明者。
                  如果最后一堆有n粒麦子,则先把最后一堆麦子收回国王手里。
                  然后将目光投向最右边的有n-1个麦子的一堆麦子,再将目光投向这堆麦子及以后的麦子,称为一组。
                  我们让国王往后放m-1组刚刚提及的一组麦子,其中m是已经赏给发明者的麦子数量。
                  比如说,现在第1堆有1粒麦子,第2堆有2粒麦子,第3堆也有2粒麦子,且已经赏给发明者2粒麦子。
                  那么,我们将目光投向第3堆麦子,它有2粒麦子,首先把这堆麦子收回国王手里。
                  然后我们向左找到最右边的有1粒麦子的一堆麦子,即第1堆麦子。
                  然后我们看这堆麦子及以后的麦子,这些麦子除了这一堆还有第2堆麦子。
                  把这2堆麦子作为一组,再让国王往后放1组这样的麦子组。
                  最后,我们得到第1堆有1粒麦子,第2堆有2粒麦子,第3堆有1粒麦子,第4堆有2粒麦子。
                  以后,我们把第4堆麦子收回国王手里,它有2堆麦子。
                  然后再找到第3堆麦子,为什么不是第1堆,是因为第3堆麦子是最右边的有1粒麦子的一堆麦子。
                  就这样直到所有的麦子都赏给发明者或收回国王手里为止,请问国王一共赏给发明者多少粒麦子?


                  IP属地:江苏来自iPhone客户端11楼2023-08-07 18:09
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                    太长不看。


                    IP属地:云南来自Android客户端12楼2023-08-07 18:27
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                      算了我先修改一下自己的要求方式:
                      首先还是放64堆麦子,第1堆有1粒,第2堆有2粒,第3堆有3粒,以此类推。
                      然后,重复执行以下操作:
                      先赏给发明者一粒麦子,然后记最后一堆麦子的麦粒数量为n,把这堆麦子收回国王手里。
                      如果n>1,则找到最后一堆麦粒数少于n的麦子堆,把这堆麦子及后面的麦子堆称为一组麦子。
                      然后,我们让国王往后放m组这样的麦子组,其中m是已经赏给发明者的麦粒数量。
                      我们就这样赏给发明者麦粒,直到所有堆的麦粒都收回国王手里,问国王一共赏给发明者多少粒麦子?


                      IP属地:江苏来自iPhone客户端14楼2023-08-08 16:25
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                        那我也来修改一下规则,现在棋盘的有无限大,有无限个格子。麦子也被换成了一种神奇的种子。


                        IP属地:四川来自Android客户端15楼2023-08-08 17:19
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                          最开始的时候,规则不变。但是当在第10个格子里出现一粒种子时,情况发生了一点变化。此时所有的种子都消失了,同时在第一个格子里出现了一粒发芽的种子。记下此时已经用掉步数m,然后继续向第一个格子里放种子。在第一个格子里出现第二粒发芽的种子时,需要种子在第10×2^m次方个格子上出现。


                          IP属地:四川来自Android客户端16楼2023-08-08 17:26
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                            然后同样的,第一个格子里第一次出现10粒发芽的种子时,把它们清空,同时第二个格子里出现了一粒发芽的种子。


                            IP属地:四川来自Android客户端17楼2023-08-08 17:28
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                              当第十个格子里第一次出现一粒发芽的种子时,神奇的事情再次发生所有发芽的种子全部消失了,第一个格子里出现了一粒发芽的种子,但是这粒种子上有两颗芽。


                              IP属地:四川来自Android客户端18楼2023-08-08 17:31
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