先从简单的情况开始:
1.当曼哈顿距离为1时,先手必胜。(废话)
2.当曼哈顿距离为2时,后手必胜。分两种情况:
第一种,口字对角。可以看出,先手只能向另外两个方向移动,而后手只需和先手行动完全一致,则一定可以将其逼到死角;
第二种,直着两格。此时先手有三个方向选择。若选择两侧,则变为口字对角;若选择远离,则后手跟上一步。次时虽然还是直着两格,但先手距离所在方向的底线距离变小了,因此总能退到边上。
3.当曼哈顿距离为3时,先手必胜。因为先手一定可以移动一格后变为曼哈顿距离为2的情况。
猜想:当曼哈顿距离为2k+1,k为自然数时,先手必胜。
证明:当k=0,1时,命题成立。假设对所有小于n的k都成立,当k=n+1时,记无论x还是y方向都与后手在先手同一侧的一点为P(坐标相同也算,显然存在)。先手移动使得距离P与后手的曼哈顿距离均-1,此时后手有三种选择:
第一,与先手移动方向相同。则距离P点距离-1;
第二,与先手移动距离相反,或与先手移动距离垂直且靠近先手。此时与先手的曼哈顿距离变为2k-1=2n+1,由归纳条件,此时先手必胜;
第三,与先手移动距离垂直,且远离先手。此时距离P的曼哈顿距离-1.
故每次行动后,后手与P点距离减小或变为先手必胜情况至少有一件发生,且与P点距离有下限0,由归纳原理,命题得证。
又因为任意一方行动后,曼哈顿距离的奇偶性一定改变,因此当曼哈顿距离为偶数时,先手必败。
(非常有意思的是,这个游戏的必胜方可以选择始终不赢,但却连想输都没法输。)