數(shù)獨的直觀式解題技巧

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網(wǎng)


一、唯一解法

前言 直觀法的根本是基礎摒除法,唯一解法其實只可算是基礎摒除法的特例,只因其成立條件十分特殊明確, 可以幾乎不花腦筋就填出解來,所以特別獨立為一法,但有些人是完全不加理會的。

唯一解詳說 當數(shù)獨謎題中的某一個宮格因為所處的列、行或九宮格已填入數(shù)字的宮格達到8個時,那么這個宮格所能填入的數(shù)字,就只剩下那個還沒出現(xiàn)過的數(shù)字了。

當某列已填入數(shù)字的宮格達到8個時,所剩宮格唯一能填入的數(shù)字就叫做列唯一解;當某行已填入數(shù)字的宮格達到 8 個時,所剩宮格唯一能填入的數(shù)字就叫做行唯一解; 當某個九宮格已填入數(shù)字的宮格達到 8 個時,所剩宮格唯一能填入的數(shù)字就叫做九宮格唯一解。

 

<圖 1> (5, 9)出現(xiàn)列唯一解 6 了

<圖 1>是出現(xiàn)列唯一解的例子,請看第 5 列,由 (5,1) ~(5,8) 都已填入數(shù)字了,只剩(5,9)還是 空白,此時(5,9)中應填入的數(shù)字,當然就是第 5 列中還沒出現(xiàn)過的數(shù)字了!請一個個數(shù)字核對一下, 哦!是數(shù)字 6 還沒出現(xiàn)過,所以(5,9) 中該填入的數(shù)字就是數(shù)字 6 了,這時我們說:(5, 9)有列唯一解 6 。

 

<圖 2> (7, 1)出現(xiàn)行唯一解 9 了

<圖 2>是出現(xiàn)行唯一解的例子,請看第 1 行,除了宮格 (7,1) 外都已填入數(shù)字了,此時(7,1)中應填入的數(shù)字, 當然就是第 1 行中還沒出現(xiàn)過的數(shù)字 9 了!這時我們說:(7, 1)有行唯一解 9 。

 

<圖 3> (7, 2)出現(xiàn)九宮格唯一解 3 了

<圖 3>是出現(xiàn)九宮格唯一解的例子,請看下左九宮格,除了宮格 (7,2) 外都已填入數(shù)字了,此時(7,2) 中應填入的數(shù)字,當然就是下左九宮格中還沒出現(xiàn)過的數(shù)字 3 了!這時我們說:(7, 2)有九宮格唯一解3。

仔細想想:以上的列唯一解其實也可看成是列摒除解、行唯一解也可看成是行摒除解、 九宮格唯一解也可看成是九宮格摒除解,不是嗎?不過 9 個宮格已填了 8 個,這樣的情況太特殊、太容易辨認了, 所以獨立出來也無可厚非啦!

結(jié)語 使用直觀法時,大部分的時間應該都在使用基礎摒除法,尤其是剛開始解題時,唯一解法應該不太會有應用的機會, 但隨著填入的數(shù)字越來越多,唯一解法上場的機會就越來越高了。雖然玩家也可以完全以摒除法系統(tǒng)性的尋找題解, 不過這么特殊、容易辨認的情況出現(xiàn)了,而不去理會,也未免太可惜啦!

二、唯余解法

前言 唯余解法的原理十分簡單,但是在實際的解題中,非常不容易辨認。

由于唯余解非常不容易辨認,所以一般的報章雜志及較大眾化的數(shù)獨網(wǎng)站,通常會將需要用到唯余解法的數(shù)獨謎題 歸入較高的級別。但另一種以候選數(shù)法為分級根據(jù)的網(wǎng)站,則會把這類的謎題放到較低的級別中。

唯余解詳說 當數(shù)獨謎題中的某一個宮格,因為所處的列、行及九宮格中,合計已出現(xiàn)過不同的 8 個數(shù)字,使得這個宮格所能填入 的數(shù)字,就只剩下那個還沒出現(xiàn)過的數(shù)字時,我們稱這個宮格有唯余解。

<圖 1> (8, 6)出現(xiàn)唯余解了

<圖 1>是出現(xiàn)唯余解的例子,請看 (8, 6)在的第 8 列,共出現(xiàn)了 2、8、1、6、5、3 六個數(shù)字; 接下來再看 (8, 6) 所在的第 6 行,共有 2、4、9 三個數(shù)字; 而 (8, 6) 所在的下中九宮格, 還包含了1、6、2 三個數(shù)字;所以 (8, 6) 所處的列、行及九宮格中,合計已出現(xiàn)過 1、2、3、4、5、6、8、9 共 8 個不同的數(shù)字;依照數(shù)獨的填制規(guī)則,同一列、同一行及同一個九宮格中, 每一個數(shù)字都只能出現(xiàn)一次,所以 (8, 6) 就只能填入尚未出現(xiàn)過的數(shù)字 7 了;這時我們說: (8, 6) 有唯余解 7 。

<圖 2>

如果你學過候選數(shù)法,應該可以看出來:直觀法中的唯一解法及唯余解法,在候選數(shù)法中就是最簡易的唯一候選數(shù)法, 但在直觀法中,這兩種方法是有著很大不同的。唯一解法的判定一樣十分簡單,某行、某列或某個九宮格已被填了 8 格時,就是唯一解法;但唯余解法卻十分難以辨認,<圖 2>中,使用基礎摒除法已找不到解了,只好找尋唯余解, 而謎題中共有兩個唯余解,請你找找看,看是否可以找到!

當你把鼠標移到圖塊上時,會顯示出其中的一個:在 (1, 6) 有唯余解 3,另一個唯余解 5 則出現(xiàn)在在 (3, 1)。 不容易找到吧!所以一般的報章雜志及較大眾化的數(shù)獨網(wǎng)站,通常會將需要用到唯余解法的數(shù)獨謎題歸入較高的級別。

結(jié)語 使用直觀法時,大部分的時間應該都在使用基礎摒除法,但有些較困難的數(shù)獨題目,不時會出現(xiàn)以基礎摒除法 將找不到解的情況,這時就是唯余解法上場應用的機會了,不過隨著填入的數(shù)字越來越多,需要唯余解法上場的 機會就越來越低了。

雖然在候選數(shù)法玩家的眼中,需要應用越多次唯余解法的數(shù)獨題目,就和拿著大關(guān)刀切菜一般簡單。 但需要應用越多次唯余解法的數(shù)獨題目,在直觀法玩家的眼中真是惡魔啊!

三、直觀式解題法解簡易級范例

概說 對大部分的數(shù)獨初學者來說,什么叫做不用猜測,完全以邏輯方法得出解答,是最不容易理解且做到的事。 雖然我們已說明了直觀式解題所常用的技巧,但要如何應用,可能仍有人不太明了!

運用網(wǎng)頁為媒介的最大優(yōu)勢就是不受篇幅的限制,真的是想要怎么表達,就可以這么表達!既然有全題 解題示范的需求,尤怪就示范給大家看吧,不過,這只是示范哦,玩家的解題程序若和尤怪不同,并不表示 任何意義!只要能解題,采用何種方法其實并不是重點,只要求不可猜測就好!

解題實例

<圖 1>原始謎題

尤怪拿到數(shù)獨謎題后,比較一絲不茍,均循序一一檢視,以免產(chǎn)生遺漏,本題亦同。先由 1 開始檢查, 發(fā)現(xiàn)沒有可確認的填入點之后,開始檢視數(shù)字 2,因為第 3 列及第 7、8 行都已有了數(shù)字 2,所以上右 九宮格的數(shù)字 2 只能填入(1, 9):

 

發(fā)現(xiàn)(1, 9)可填入 2

接著再檢視數(shù)字 2、3 都沒發(fā)現(xiàn)填入點,檢查數(shù)字 4 時,因為第 4、5 列及第 2 行都已有了數(shù)字 4,所以中左 九宮格的數(shù)字 4 只能填入(4, 1):

發(fā)現(xiàn)(4, 1)可填入 4

檢查數(shù)字 4 沒發(fā)現(xiàn)填入點后,檢查數(shù)字 5 時,因為第 1、7 行都已有了數(shù)字 5,以及上中九宮格的數(shù)字 5 使得(2, 4)及 (2, 6)宮格不得再填入 5,所以第 2 列的數(shù)字 5 只能填入(2, 2);同時因(1, 6)及(8, 7) 這兩個宮格的摒除作用,使得上右九宮格的數(shù)字 5 只能填入(3, 9):

 

發(fā)現(xiàn)(2, 2)、(3, 9)可填入 5

發(fā)現(xiàn)(4, 8)、(5, 4)可填入 5

開始檢查數(shù)字 6 :

 

發(fā)現(xiàn)(4, 7)、(9, 9)可填入 6

接下來可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 6 應填在 (6, 3)、(1, 1)、(3, 6)、(7, 4)

開始檢查數(shù)字 7 :

發(fā)現(xiàn)(5, 7)、(6, 5)可填入 7

接下來可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 7 應填在 (1, 4)、(3, 2)、(9, 1)、(8, 8)

開始檢查數(shù)字 8,雖然只出現(xiàn) 3 個 8,但因空白宮格的減少,一下子就可發(fā)現(xiàn)好多處解:在第 5 列只能填在 (5, 1)、在第 8 列只能填在(8, 4)、在中右九宮格只能填在(6, 8)、在下左九宮格只能填在(9, 2):

 

發(fā)現(xiàn)(5, 1)、(8, 4)、(6, 8)、(9, 2)可填入 8

檢查數(shù)字 9 時,使用摒除法并無法找到填入點。(因為唯一解法要由數(shù)字 1 到 9 逐一檢視是否出現(xiàn), 使用上不像摒除法那么直觀而簡易,所以本例中雖然使用唯一解法可找到(2, 1)、(4, 2)有唯一解 9, 但因尤怪只在摒除法找不到解時才使用唯一解法,所以找不到填入點)所以又重由數(shù)字 1開始檢視, 或許有人會問:「剛才不是已檢查過了嗎?」沒錯!但在那之后已填入了好多數(shù)字,所以盤面狀況已 大不相同,檢查結(jié)果也將不同了。果然,我們可發(fā)現(xiàn)數(shù)字 1 在第 1 行只能填在(7, 1)、在第 4 列只能填在(4, 4):

 發(fā)現(xiàn)(7, 1)、(4, 4)可填入 1

接下來可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 1 應填在 (2, 6)、(5, 3)、(9, 7)、(6, 9)

檢查數(shù)字 2 :

可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 2 應填在 (4, 5)、(2, 4)、(8, 6)、(7, 3)

檢查數(shù)字 3 :

 可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 3 應填在 (1, 3)、(2, 7)、(7, 8)、(6, 2)、(5, 6)、(9, 5)

檢查數(shù)字 4 :

 可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 4 應填在 (3, 3)、(1, 7)、(8, 9)、(9, 6)

......。

剩下的部份應不必再示范了吧!就留作練習了。

四、直觀式解題法解中級題范例

概說 對大部分的數(shù)獨初學者來說,什么叫做不用猜測,完全以邏輯方法得出解答,是最不容易理解且做到的事。 雖然我們已說明了直觀式解題所常用的技巧,但要如何應用,可能仍有人不太明了!

運用網(wǎng)頁為媒介的最大優(yōu)勢就是不受篇幅的限制,真的是想要怎么表達,就可以這么表達!既然有全題 解題示范的需求,尤怪就示范給大家看吧,不過,這只是示范哦,玩家的解題程序若和尤怪不同,并不表示 任何意義!只要能解題,采用何種方法其實并不是重點,只要求不可猜測就好!

解題實例

<圖 1>原始謎題

尤怪拿到數(shù)獨謎題后,比較一絲不茍,均由數(shù)字 1 起循序一一檢視,以免產(chǎn)生遺漏,本題亦同。先由 1 開始檢查,發(fā)現(xiàn)上中九宮格的數(shù)字 1 只能填入(3, 6):

 發(fā)現(xiàn)(3, 6)可填入 1

接著檢視數(shù)字 2 :

 發(fā)現(xiàn)(3, 8)、(4, 6)可填入 2

檢視數(shù)字 3 時沒發(fā)現(xiàn)填入點,檢視數(shù)字 4 時,發(fā)現(xiàn)需用到高級摒除法:因為第 2 行及第 9 列的數(shù)字 4 , 使得下左九宮格的數(shù)字 4 只能填在第 8 列,再加上第 6 行及第 9 列的數(shù)字 4 ,使得下中九宮格的數(shù)字 4 只能填到(7, 4) 了:

發(fā)現(xiàn)(7, 4)可填入 4

接著的下一個解還是要使用高級摒除法:因為第 9 行的數(shù)字 4 使得中右九宮格的數(shù)字 4 只能填在第 5 列, 再加上第 4 列、第 4 及第 6 行的也已有 4 了,所以中央九宮格的數(shù)字 4 就只能填到(6, 5) 了:

 發(fā)現(xiàn)(6, 5)可填入 4

接著再檢視數(shù)字 4、5 時都沒發(fā)現(xiàn)填入點了,開始檢查數(shù)字 6 :

發(fā)現(xiàn)(9, 4)、(4, 1)可填入 6

發(fā)現(xiàn)(2, 2)可填入 6

開始檢查數(shù)字 7 :

 發(fā)現(xiàn)(5, 5)可填入 7

開始檢查數(shù)字 8:

發(fā)現(xiàn)(7, 9)、(6, 1)可填入 8

發(fā)現(xiàn)(9, 2)可填入 8

開始檢查數(shù)字 9:

 發(fā)現(xiàn)(6, 4)可填入 9

回頭檢查數(shù)字 1,因為所用技巧只是一般的摒除,就不一一顯示摒除情形了:

 可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 1 應填在 (4, 5)、(6, 9)、(7, 7)

檢視數(shù)字 2 時沒發(fā)現(xiàn)填入點,檢查數(shù)字 3 :

可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 3 應填在 (4, 4)、(2, 1)、(7, 2)

檢查數(shù)字 4 時沒發(fā)現(xiàn)填入點,檢查數(shù)字 5,發(fā)現(xiàn)了一個好有趣的摒除,居然不靠任何的數(shù)字 5 也能使用 摒除法,且找到下一個解;因為中左九宮格的數(shù)字 5 只能填在第 5 列,所以中右九宮格的數(shù)字 5 就只能填在(4, 9)了:

發(fā)現(xiàn)(4, 9)、(6, 6)可填入 5

檢查數(shù)字 6 時沒發(fā)現(xiàn)填入點,檢查數(shù)字 7:

可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 7 應填在 (7, 8)、(9, 6)、(8, 1)、(3, 2)、(1, 4)、(2, 9)

可相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)字 9 應填在 (1, 9)、(2, 5)

回頭檢查到數(shù)字 3 時也很有意思,因為下中九宮格的數(shù)字 3 一定要填在第 5 行,再加上第 4 行已有 3 了, 所以上中九宮格的數(shù)字 3 只能填在(1, 6):

發(fā)現(xiàn)(1, 6)可填入 3

......。

剩下的部份應不必再示范了吧!就留作練習了。

五、直觀式解題法解高級題范例

概說 對大部分的數(shù)獨初學者來說,什么叫做不用猜測,完全以邏輯方法得出解答,是最不容易理解且做到的事。 雖然我們已說明了直觀式解題所常用的技巧,但要如何應用,可能仍有人不太明了!

運用網(wǎng)頁為媒介的最大優(yōu)勢就是不受篇幅的限制,真的是想要怎么表達,就可以這么表達!既然有全題 解題示范的需求,尤怪就示范給大家看吧,不過,這只是示范哦,玩家的解題程序若和尤怪不同,并不表示 任何意義!只要能解題,采用何種方法其實并不是重點,只要求不可猜測就好!

解題實例

<圖 1>原始謎題

基本上,不同的單位對數(shù)獨難度的判定有不同的標準,某處列為簡易題的,在另一處可能被列為中級題, 甚至高級題;所以大家對難度的標示其實不必太執(zhí)著。為了讓大家比較一下,這個范例的高級題來自 「Puzzle Japan 」Let's Play Sudoku 的 Sample problem 第 9 題,作者為 KANEOKA Ryo,等級為 Hard。

沿續(xù)以往的風格,拿到數(shù)獨謎題后,均由數(shù)字 1 起循序一一檢視,以免產(chǎn)生遺漏,另外,既然是高級題的示范, 且已做了兩個數(shù)獨題的范例了,太多的圖文其實是不必要而無幫助的,所以本例中以一般摒除法求得的解就 不再以圖示展示,僅直接列出解題的順序;為了加快解題的速度,也不再只用摒除法, 只要某一行、列或九宮格只剩下兩個空白宮格時,就先用唯一解法找找看,看看是否找得到唯一解。

 發(fā)現(xiàn)(9, 1)有摒除解 3、(9, 9)有摒除解 5

檢視到數(shù)字 6 時,因為第 1 行及第 6 列已有 6 了,中左九宮格的數(shù)字 6 就只能填在第 3 行, 然后再加上第 3 列的數(shù)字 6,上左九宮格中的數(shù)字 6 就只能填在(2, 2)了:

發(fā)現(xiàn)(2, 2)有摒除解 6、(5, 7)有摒除解 7

檢視到數(shù)字 7 時,因為第 2 行及第 9 列已有 7 了,下左九宮格的數(shù)字 7 就只能填在第 3 行, 然后再加上第 5、6 列的數(shù)字 7,中左九宮格中的數(shù)字 7 就只能填在(4, 1)了:

發(fā)現(xiàn)(4, 1)有摒除解 7

檢視到數(shù)字 1 時,使用類似的技巧可發(fā)現(xiàn)下右九宮格中的數(shù)字 1 就只能填在(7, 9)了:

 發(fā)現(xiàn)(7, 9)有摒除解 1

發(fā)現(xiàn)(7, 2)、(4, 8)有摒除解 2

在這里?到了一次瓶頸,使用摒除法找不到下一個解了;只好在已填數(shù)字較多處找唯一解:

 發(fā)現(xiàn)(5, 1)有唯一解 8、(1, 3)有摒除解 8

在這里又?到了一次瓶頸,使用摒除法又找不到下一個解了;一樣只好在已填數(shù)字較多處找唯一解, 找到一解之后,利用摒除法又可繼續(xù)找到下一個解:

發(fā)現(xiàn)(6, 1)有唯一解 1、(1, 4)有摒除解 5、發(fā)現(xiàn)(1, 6)、(9, 4)有摒除解 6、(8, 4)、(9, 3)、(3, 2)、(2, 7)有摒除解 1

檢視到數(shù)字 2 時,恰巧出現(xiàn)一個高級摒除法的技巧,雖然在本題即使不用也一樣可以得到下一個解, 但既然?到了,機會難得,就介紹一下吧:由于第 2、3 行的數(shù)字 2 ,使得上左九宮格的數(shù)字 2 只能填在 (1, 1)及(3, 1);由于第 8、9 行的數(shù)字 2 ,使得上右九宮格的數(shù)字 2 只能填在 (1, 7)及(3, 7);在這樣的狀況下,如果上左九宮格的數(shù)字 2 填在(1, 1),則上右九宮格 的數(shù)字 2 就一定要填在(3, 7);如果上左九宮格的數(shù)字 2 填在(3, 1),則上右九宮格 的數(shù)字 2 就一定要填在(1, 7);不論是哪一種狀況發(fā)生,第 1、3 列的數(shù)字 2 都會被填入,所以 其它宮格不能再填入數(shù)字 2,再加上第 5 行的 2 ,使得上中九宮格的數(shù)字 2 只能填在(2, 6):

注:這其實就是候選數(shù)法中的矩形頂點刪減法。

 發(fā)現(xiàn)(2, 6)有摒除解 2

發(fā)現(xiàn)(5, 4)有摒除解 2、(2, 5)有摒除解 3、

(2, 3)、(6, 2)、(3, 8)、(5, 5)有摒除解 5、

(4, 5)、(5, 3)有摒除解 2、(4, 3)有摒除解 9、(3, 7)有摒除解 8

在檢視數(shù)字 8 時,又要使用較曲折的摒除技巧才能找到下一個解:

發(fā)現(xiàn)(4, 9)有摒除解 8

......。

剩下的部份應不必再示范了!就留作練習了。


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