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世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

2021-08-08由 陳銘數學 發表于 農業

場次什麼意思

為什麼世界盃要踢64場才能將決出前四名呢?

這是一個有趣的數學問題,包含了簡單的排列組合計算。

首先,從比賽的賽制和大家談起。

第一階段,小組賽。一共是32個球隊參賽,4個隊在一組,一共有8個小組。

A,B,C,D,E,F,G,H這8個組,每組進行6場比賽,為什麼是6場?不是4場,5場呢?因為小組賽要保證每個小組的任何兩個球隊都要比一場,大家可以數一數哈。

下面這個是本屆世界盃A組的比賽安排,大家可以看一下哈

A組的4支隊伍,俄羅斯,沙特,埃及,烏拉圭。要保證任意兩個隊都要比一場,那就需要6場。

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

怎麼計算能夠不重不漏呢?

方法一:列舉法,上面看到的是網上給出的官方釋出結果,如果我們進行細緻的計算的話。其實也很簡單,“倒三角”列舉。

俄-沙特,俄-埃及,俄-烏拉圭

沙特-埃及,沙特-烏拉圭

埃及-烏拉圭

大家仔細數一數哈,從上到下,3+2+1,所以一共是6場。

假設一個小組現在是5個球隊,那一共有多少場呢?

方法一樣,為了列舉方便,假設5個球隊分別叫1,2,3,4,5。

那所有的比賽是這樣的:繼續使用倒三角列舉

1-2,1-3,1-4,1-5,

2-3,2-4,2-5,

3-4,3-5,

4-5

你看,是不是總共有4+3+2+1,一共10場比賽,對吧

那如果是5個球隊是多少場呢?相信你已經發現規律了

應該是5+4+3+2+1=15場

方法二:

直接使用排列組合公式,4個球隊,兩兩比一場,

所以一共有

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

場比賽,上面這個東西叫做組合數,表示的意思是從4個不同的元素中任意選出2個,可能產生的可能性。根據組合數的計算公式,直接得到結果就是

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

如果是5個球隊,結果就是

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

這個怎麼算呢,

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

給大家補充一下一般計算公式:

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

現在高一同學高二應該會學的,哈哈。

順便說兩個副產品:

第一個,楊輝三角

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

很多同學從小就知道,對吧。哈哈,以上數表中,每個數等於肩上兩數之和

例如:10=4+6,15=10+5,這個可以一直寫下去。

其實,你不知道的是,這個表本質就是組合數數表哦

看下面這個

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

上下兩個表是一樣的哦。他們都是a+b的n次方的展開中各項的係數

第二個副產品,來自於上高二的時候我的一次發燒所得,純屬娛樂。

求證:

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

成立。

下面就採用以上的踢足球的方法。

用兩種方法計算同一個東西就可以啦。

假設世界盃小組賽,每組有n+1個球隊進行迴圈賽,任何兩個球隊只需要進行一場比賽,問:一共需要進行多少場比賽?

方法一:用組合數的計算公式,答案應該是:

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

方法二:設這n+1個球隊為1,2,3,4,。。。。,n+1號,

那麼需要進行的比賽為:

1-2,1-3,1-4,。。。。,1-n,1-(n+1)

2-3,2-4,。。。。,2-n,2-(n+1)

……

(n-1)-n,(n-1)-(n+1)

n-(n+1)

一共是:n+(n-1)+(n-2)+。。。+2+1場,

我用了兩種方法計算了同一個東西,所以他們應該是相等的,也就是說

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

是正確的。

等等,等等,老師你這在說啥呢?咱這不是說世界盃呢嘛,

對對對,今天沒吃藥,職業病犯了,一不留神就又開始講課了。

剛才我們說到:第一階段小組賽,分8個組,對吧,每組比賽6場,所以,小組賽階段一共要進行8×6=48場比賽,這48場比賽之後,每個小組頭2名進入下一階段的比賽,我們稱之為淘汰賽了。也就是說,小組賽過後,會有16支球隊,進入第二階段的淘汰賽。

第二階段第1輪:16個隊,分8組,每組踢一場,勝者留,敗者走。

8場比賽過後,淘汰8個隊,剩下8個隊

第二階段第2輪:8個隊,分4組,每組踢一場,勝者留,敗者走

4場比賽過後,淘汰4個隊,剩下4個隊

第二階段第3輪:4個隊,分2組,每組踢一場,勝者留,敗者走

2場比賽過後,淘汰2個隊,剩下2個隊

最後:剩下的兩個對進行冠軍和亞軍的決賽,然後,和前面不同的是,上一輪 中被淘汰的兩個球隊其實還要再留下來比一場,爭奪第3名和第4名。

所以,淘汰賽階段一共進行8+4+2+1+1=16場比賽。

當然,還有更簡單的計算方法,在數學裡總有更簡單的演算法

如果不考慮3,4名的比賽,只考慮淘汰賽的進行場次,大家會發現,進行一場比賽總是淘汰一個隊,當決賽結束後,只留下了一個冠軍,相當於淘汰了15支球隊,所以一定進行了15場比賽,然後在加上3,4名的爭奪戰,就是16場了。

最終,一共進行了48+16=64場比賽。

這就是為什麼世界盃有64長比賽的真正原因,下面用一個公式概括所有

世界盃比賽場次是怎麼算出來的?

以上問題解決中需要的知識重要是高中數學中排列組合的知識,

現在高一的同學在高二的時候就能夠學到,現在高二的理科生已經學過來,文科就沒學滴,但是其中的倒三角形列舉,在高考的機率計算中有可能出現哦。

今天的文章就到這裡,祝大家看球愉快!!