田忌赛马的逻辑思维过程为：定下目标（赢得比赛）—达成条件（赢两场比赛）—成因条件（在两场比赛中自己的马都要跑的更快）—如何满足条件（保证在其中的两场比赛中自己的马更好）—目标达成（三胜二负赢得比赛）。
《史记·七十列传·孙子吴起列传》关于“田忌赛马”的记载节选：
孙武既死，後百馀岁有孙膑。膑生阿鄄之间，膑亦孙武之後世子孙也。孙膑尝与庞涓俱学兵法。庞涓既事魏，得为惠王将军，而自以为能不及孙膑，乃阴使召孙膑。膑至，庞涓恐其贤於己，疾之，则以法刑断其两足而黥之，欲隐勿见。
齐使者如梁，孙膑以刑徒阴见，说齐使。齐使以为奇，窃载与之齐。齐将田忌善而客待之。忌数与齐诸公子驰逐重射。孙子见其马足不甚相远，马有上、中、下、辈。於是孙子谓田忌曰：“君弟重射，臣能令君胜。”田忌信然之，与王及诸公子逐射千金。及临质，孙子曰：“今以君之下驷与彼上驷，取君上驷与彼中驷，取君中驷与彼下驷。”既驰三辈毕，而田忌一不胜而再胜，卒得王千金。於是忌进孙子於威王。威王问兵法，遂以为师。
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