Can you solve the Leonardo da Vinci riddle? - Tanya Khovanova

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TED-Ed


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譯者: Lilian Chiu 審譯者: Helen Chang
00:07
You’ve found Leonardo Da Vinci’s secret vault,
0
7316
3437
你發現了李奧納多 達文西的秘密庫房,
00:10
secured by a series of combination locks.
1
10753
3221
那裡安裝了一系列的 密碼鎖來確保安全。
00:13
Fortunately, your treasure map has three codes:
2
13974
3264
幸運的是,你的寶藏圖上 有三個密碼:
00:17
1210,
3
17238
1773
1210、
00:19
3211000,
4
19011
2742
3211000,
00:21
and… hmm.
5
21753
2351
以及……。
00:24
The last one appears to be missing.
6
24104
1757
顯然少了最後一個。
00:25
Looks like you’re gonna have to figure it out on your own.
7
25861
3468
看來你得要靠自己找出來。
00:29
There’s something those first two numbers have in common:
8
29329
3062
頭兩組密碼有一些共通性:
00:32
they’re what’s called autobiographical numbers.
9
32391
3074
它們是所謂的「自我描述數」。
00:35
This is a special type of number whose structure describes itself.
10
35465
4514
這種數字類型很特殊, 它的結構能描述它自己本身。
00:39
Each of an autobiographical number’s digits
11
39979
2746
自我描述數中的每一位數字
00:42
indicates how many times
12
42725
1802
都表示次數,意即
00:44
the digit corresponding to that position occurs within the number.
13
44527
4730
該位數的位置號碼 在那個數中出現幾次。
00:49
The first digit indicates the quantity of zeroes,
14
49257
2953
第一位數表示 0 出現的次數,
00:52
the second digit indicates the number of ones,
15
52210
2951
第二位數表示 1 出現的次數,
00:55
the third digit the number of twos, and so on until the end.
16
55161
3994
第三位數表示 2 出現的次數, 以此類推到最後一位數。
00:59
The last lock takes a 10 digit number,
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59155
2925
最後一個鎖的密碼是十位數的,
01:02
and it just so happens
18
62080
1349
而且剛剛好
01:03
that there’s exactly one ten-digit autobiographical number.
19
63429
4440
只有一個自我描述數是十位數的。
01:07
What is it?
20
67869
1614
這個數字是什麼?
01:09
Pause here if you want to figure it out for yourself!
21
69483
3653
若你想要自己解解看, 請在此暫停!
01:13
Answer in: 3
22
73136
1324
答案即將公佈:3
01:14
Answer in: 2
23
74460
1284
答案即將公佈:2
01:15
Answer in: 1
24
75744
1559
答案即將公佈:1
01:17
Blindly trying different combinations would take forever.
25
77303
3339
盲目嘗試不同組合會要花上 不知道多久的時間。
01:20
So let’s analyze the autobiographical numbers we already have
26
80642
4141
所以,咱們來分析一下 我們已經有的自我描述數,
01:24
to see what kinds of patterns we can find.
27
84783
2598
看看我們能找出什麼樣的模式。
01:27
By adding all the digits in 1210 together,
28
87381
4329
把 1210 的每個位數的 數字都加在一起,
01:31
we get 4 – the total number of digits.
29
91710
2690
會得到 4 ——也就是位數的數目。
01:34
This makes sense since each individual digit
30
94400
3062
這是合理的,畢竟每一位數的數字
01:37
tells us the number of times a specific digit occurs within the total.
31
97462
4414
都告訴我們一個特定位數 出現的總次數。
01:41
So the digits in our ten-digit autobiographical number
32
101876
2919
所以,要找的十位數 自我描述數,
01:44
must add up to ten.
33
104795
2259
十個位數的數字加起來必須是 10。
01:47
This tells us another important thing –
34
107054
2399
這就給了我們另一項重要資訊——
01:49
the number can’t have too many large digits.
35
109453
2883
這十位數的密碼中, 不會有很多個太大的數字。
01:52
For example,
36
112336
1162
比如,
01:53
if it included a 6 and a 7,
37
113498
1621
若包含一個 6 和一個 7,
01:55
then some digit would have to appear 6 times,
38
115119
2639
就表示有個數字出現 6 次,
01:57
and another digit 7 times–
39
117758
2006
還有另一個數字出現 7 次——
01:59
making more than 10 digits.
40
119764
2351
這樣就不只十位數了。
02:02
We can conclude that there can be no more
41
122115
2626
我們可以得到一個結論:
整個數列中大於 5 的數字 不能超過一個。
02:04
than one digit greater than 5 in the entire sequence.
42
124741
3832
02:08
So out of the four digits 6, 7, 8, and 9,
43
128573
3831
所以, 若有 6、7、8 或 9
02:12
only one – if any-- will make the cut.
44
132404
3242
其中任一數字的話,只能有一個。
02:15
And there will be zeroes in the positions
45
135646
2995
且對應到沒被使用之數字的
02:18
corresponding to the numbers that aren’t used.
46
138641
2883
那些位置,都要填上 0。
02:21
So now we know that our number must contain at least three zeroes –
47
141524
4173
現在我們知道,我們的密碼 應該有至少三個 0 ——
02:25
which also means that the leading digit must be 3 or greater.
48
145697
4701
這也表示,第一位數 應該是 3 或更大的數字。
02:30
Now, while this first digit counts the number of zeroes,
49
150398
3994
雖然第一位數的數字 表示 0 的數目,
02:34
every digit after it counts how many times a particular non-zero digit occurs.
50
154392
6085
這之後的每一位數數字都表示 一個特定的非 0 數字出現的次數。
02:40
If we add together all the digits besides the first one –
51
160477
3491
如果我們把第一位以外的 所有位數數字加起來——
02:43
and remember, zeroes don’t increase the sum –
52
163968
3223
別忘了,0 不會增加總和——
02:47
we get a count of how many non-zero digits appear in the sequence,
53
167191
4370
我們得到的就是非 0 數字 出現在密碼中的次數,
02:51
including that leading digit.
54
171561
2418
包括第一位數。
02:53
For example, if we try this with the first code,
55
173979
3317
比如,我們拿第一組密碼來試,
02:57
we get 2 plus 1 equals 3 digits.
56
177296
3325
我們得到 2 + 1 = 3 位數。
03:00
Now, if we subtract one,
57
180621
2154
如果我們減掉 1,
03:02
we have a count of how many non-zero digits there are after the first digit –
58
182775
4987
我們就能知道在第一位數之後 有多少個非 0 的位數——
03:07
two, in our example.
59
187762
2095
在我們的例子中,是 2 個。
03:09
Why go through all that?
60
189857
1844
為什麼要做這些?
03:11
Well, we now know something important:
61
191701
2621
嗯,現在我們知道了 一項重要資訊:
03:14
the total quantity of non-zero digits that occur after the first digit
62
194322
5143
在第一位數之後 有幾個位數是非 0 數字,
03:19
is equal to the sum of these digits, minus one.
63
199465
4133
就等於這些位數的數字 加總再減掉 1。
03:23
And how can you get a distribution where the sum is exactly 1 greater
64
203598
4103
你要如何讓加總總和剛好是
03:27
than the number of non-zero positive integers being added together?
65
207701
4342
非 0 正整數的數字總和加上 1?
03:32
The only way is for one of the addends to be a 2,
66
212043
3495
唯一的方式就是 讓其中一個加數是 2,
03:35
and the rest 1s.
67
215538
1736
剩下的都是 1。
03:37
How many 1s?
68
217274
1316
有幾個 1?
03:38
Turns out there can only be two –
69
218590
1953
結果發現只能有 2 個——
03:40
any more would require additional digits like 3 or 4 to count them.
70
220543
4993
若超過 2 個,就會需要額外的 位數,比如 3 或 4,來計算它們。
03:45
So now we have the leading digit of 3 or greater counting the zeroes,
71
225536
4924
所以,現在我們的第一位數 是 3 或以上,用來計算 0 的數目,
03:50
a 2 counting the 1s,
72
230460
2019
有一個 2 來計算 1 的數目,
03:52
and two 1s –
73
232479
1750
還有 2 個 1 ——
03:54
one to count the 2s
74
234229
1270
分別計算 2 的數目,
03:55
and another to count the leading digit.
75
235499
2470
以及第一位數的數目。
03:57
And speaking of that,
76
237969
1433
說到這個,
03:59
it’s time to find out what the leading digit is.
77
239402
3241
該是找出第一位數 是什麼的時候了。
04:02
Since we know that the 2 and the double 1s have a sum of 4,
78
242643
4039
我們知道 2 和 2 個 1 加起來是 4,
04:06
we can subtract that from 10 to get 6.
79
246682
2751
我們就能從 10 把它減掉,得到 6。
04:09
Now it’s just a matter of putting them all in place:
80
249433
3220
現在剩下的問題就是 要把它們都放對位置:
04:12
6 zeroes,
81
252653
1001
6 個 0、2 個 1、
04:13
2 ones,
82
253654
1002
04:14
1 two,
83
254656
985
1 個 2、沒有 3、
04:15
0 threes,
84
255641
1108
04:16
0 fours,
85
256749
1105
沒有 4、沒有 5、
04:17
0 fives,
86
257854
1142
04:18
1 six,
87
258996
1200
1 個 6、沒有 7、
04:20
0 sevens,
88
260196
1169
04:21
0 eights,
89
261365
1232
沒有 8、沒有 9。
04:22
and 0 nines.
90
262597
2306
04:24
The safe swings open, and inside you find...
91
264903
3280
安全箱打開了, 你在裡面發現了……
04:28
Da Vinci’s long-lost autobiography.
92
268183
3121
失蹤已久的達文西自傳。
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