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數學小神探
拿金牌 總共要比幾場?

文/徐任宏(科普作家) 圖/Joker (2024/8/19)

「嘿!嘿呀!」下課時間,小傑拿著羽球拍在教室後面煞有介事的揮舞著。

 「你在幹麼呀?怎麼突然心血來潮,在這邊揮羽球拍?」小哲好奇的問。

 「你不知道我們奧運羽球雙打得到金牌嗎?」小傑反問。

 「當然知道哇!」小哲答。

 「他們實在太厲害了!連續兩屆金牌,跨屆十二連勝?!所以我決定開始練羽球,以後奧運金牌就是我的啦!呵呵呵!」小傑得意洋洋的說。

 「你真會幻想!」小哲有點傻眼。

 「十二連勝是什麼意思啊?」很少運動的阿泉問。

 「就是他們從上一屆奧運到這一屆,一共比了十二場,每場都贏,兩屆都是金牌!」小傑說。

 「好厲害!那如果輸一場就沒機會得金牌了嗎?」阿泉又問。

 「我哪知道哇!」小傑被問倒了。

 「呵呵,還是有機會啦!前面小組賽輸一場,還是有機會晉級八強,但接下來就必須連贏三場才會是金牌了!」班上最愛運動的昀儒剛好經過,接了話。

 「為什麼前面可以輸,八強以後就不能輸?」小傑問。

 「因為賽制不同啊!前面小組賽是循環賽制,小組裡每一隊兩兩都要對戰一次,最後看哪兩隊的成績最好,就晉級八強,所以即使輸一場,還是有機會晉級。但八強以後是單淘汰賽制,八隊分四組對戰,贏的晉級四強,輸的就淘汰了;四強再分兩組對戰,贏的晉級金牌戰,輸的只能爭銅牌了!」昀儒解說得非常清楚。

 「原來是這樣!」小傑這才弄懂。

 「小組賽兩兩對戰?那全部不是要比好多場?幹麼不從頭到尾都用單淘汰制就好?」小哲問。

 「這我就不清楚了。」昀儒聳聳肩說。

 「這一屆男子雙打一共比了幾場啊?」小傑好奇的問。

 「本來應該是16 隊,這一屆有17 隊,好像總共比了三十幾場吧?」昀儒說。

 「如果全部用單淘汰制呢?會比幾場?」小哲問。

 「啊……我不知道?!」昀儒覺得不好意思。

 「17 隊是特例,正常都是8 隊、16 隊或32 隊,這樣的隊數比較具公平性,賽程也比較好安排。」一直坐在旁邊的小維突然開口,又說:「如果是16 隊用單淘汰制,只考慮比出金牌,那第一輪比8 場取8 隊晉級,第二輪比4 場取4 隊晉級,第三輪比2 場取2 隊晉級,第四輪比1 場決定金牌,所以一共比了8 + 4 + 2 + 1= 15 場,就可以產生金牌得主了。」

 「喔,把每一輪的場數加起來。」昀儒說。

 「其實有更簡單的想法:16隊要產生金牌必須淘汰15 隊,單淘汰制一場淘汰一隊,要淘汰15 隊,所以要比15 場,連算都不用算!」小維笑著說。

 「啊?這麼簡單?真有意思!」昀儒有點驚訝。

 「那最後一場輸的就是銀牌咯?」阿泉問。

 「嗯嗯,應該是。」小維點頭說。

 「咦?我發現一個問題?!」小哲激動的說:「用單淘汰制,如果真正第二強的一開始就遇到最強的金牌隊伍,那不是第一場就被淘汰了?」 「嗯,有可能,所以小組賽用循環賽制,應該就是要避免這個情況吧!」小維說。

 「那單淘汰制如果要找出真正第二強的,不就剩下的15隊要重新再比一次?」小傑問。

 「運動比賽的勝負有很多變數,不是比較強就一定會贏。不過我們簡化問題,就假設實力強的一定贏的話,那第二強的就只可能輸給最強的,因此,只要把四輪比賽中,輸給最後金牌的那4 隊找出來比就好,所以只要再比2 + 1 = 3 場,就可以找出真正第二強的銀牌了!」小維說。

 「好複雜呀!看來要得獎牌真不簡單!我還是放棄好了!」小傑垂頭喪氣的感嘆。大家看他這樣子,都忍不住笑了起來。

偵探小挑戰

羽球男雙小組賽共比了幾場?

這屆奧運,羽球男雙共分A、B、C、D 四組,A、B、C 三組各有4 隊,D 組有5 隊,小組賽用循環賽制,組內隊伍兩兩都要對戰一次,那麼小組賽一共比了幾場?