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魏韩联军对秦军底细了解不透，秦军却早早掌握了敌军动态。随着时间的推移，白起获得的情报越来越完整，对敌军高层将帅不和的情况了若指掌，战场几乎对秦军单向透明。他决心打一场歼灭战，尽可能地消灭魏韩锐师，终结这场长达5年的纵横大战。
在过去的秦军战史中，伊阙之战这种在客场以寡击众的情形并不多。击退敌军已经不易，组织歼灭战更是难上加难。组织歼灭战有5大难点：
第一，选择合适的决战地点；
第二，选择最佳的进攻时机；
第三，选择合适的首战打击目标；
第四，完成对敌军的分割包围；
第五，快速吃掉被围的敌军。
洛水北岸的河南（周赧王的西周王城）与洛阳、巩（东周君所在地）等大都城都是魏韩联军的后援基地。联军还在伊阙山地布下重兵。伊阙两侧是山脉与丘陵，以当时的森林覆盖率，很多今天的道路还没打通，几乎只能走伊阙山谷的官道。战况迫在眉睫，白起没有选择交战时间的自由。找不到意外的时间和意外的地点，想要出奇制胜，唯有以意外的方式进攻了。韩魏联军人多势众，秦军必须设法使其分散，才能创造战机吃掉其一部。白起脑中飞快地闪过一个又一个方案。
恰在此时，间谍传来情报说，魏韩两军高层正在为谁打头阵争执不下。白起决定在韩魏将帅失和时率先发动攻击。但选择哪里做决战地点，先打魏军还是先打韩军，这些问题还需审慎思量。
他的目光顺着伊河流向移到了伊阙山和洛阳之间的空地。战国地图的画工很粗糙，不像现代军事地图那样清楚地标注了各种地形和障碍物。但白起知道，那里是伊河、洛河和伊阙山夹出来的大平原，分布着十几万魏军的营垒……
一转眼，秦昭王十四年的立春就到了。如果不打仗，白起可能要跟着秦王和其他大臣一同去咸阳东郊进行迎春典礼，没被征发的材士则会在本县田官的监督下整理农田的封疆。
春风渐渐吹融了两岸的冰雪，伊河开始解冻，鱼上冰，獭祭鱼，候雁北飞。在这乍暖还寒的日子里，万物复苏，流露出勃勃生机。两军营垒的气氛却越发令人窒息。
魏军驻扎时分为中军、左军、右军、前军、后军，五军各有划定的营垒。营垒四周设有行垣（围墙），万人之将、千人之将、伯长（百夫长）的营区均以沟洫为分界。各部兵马都不得越过自己营区进入其他营区。每个百人队的营地只允许本部士兵进出，如有其他百人队的士兵闯入，伯长有权处罚，不处罚则伯长会被问罪。营内的道路纵横交错，每隔120步就立一个“府柱”（做路标的旗杆）。斥兵间谍可以通过府柱的数量来算出营垒的距离和营内可容纳的人数。假如没有将吏颁发的符节，士兵不得通行。那些砍柴割草喂马的厮徒杂役，也必须排成行伍，否则不能通行。如果发现军吏无符节，以及士兵不属于某个伍，就会被守卫营门的士兵处罚。
这些都是魏国军事家从血的教训中总结出来的反间谍措施。
联军主帅公孙喜先后巡视了五军营垒的防务，不敢有半点儿马虎，唯恐给秦兵留下可乘之机。
魏前军的营垒挨着韩军阵地，共同把守着伊阙山谷北出口（今洛阳龙门村一带）。交通要道和谷口都用战车拦住，高高地竖起旗帜。魏左军控制着伊河沿岸，右军靠着伊阙山，分兵把守敌人可能攀登之处和路口。后军保护整个联军的后路，辎重车队往返于洛阳。中军居中策应各军，大将的幕府就设在中军营。
按照魏军传统，各军会在大军之外广设候望侦察用的亭障，各亭障相去三五里。五军营保持着一定的距离，从洛阳到伊阙之间的方圆七十余里都在魏军的控制之下。
一切看起来井然有序，但公孙喜再次远望秦军营垒时，不禁皱起了眉头。他不仅熟悉魏军的安营之法，对秦人的营军之术也有所关注。
岳麓书院秦简《数》中有道算术题名叫“营军之术”，讲的是秦军安营扎寨时计算营垒战阵广袤面积的方法。秦代算术题往往具备场景化、实用化的特点，以便基层文法吏能熟练掌握政务技能。营军之术应该是秦国军吏的必考题。
战国秦军的军营通常分为左、右垒，二垒各设营门，守卫营门的值班战斗部队分别叫“左和”“右和”。左、右和的士兵，甲胄全身、弓弩持满。营内的士兵除了日常操练和准备出战之外，一般处于解甲弛弩状态。当敌军突然杀入营内时，各军根本来不及武装结阵。所以，左和与右和的士兵必须死守营门，为全军转入战斗状态争取时间。
根据许道胜、李薇、孙思旺等秦史专家整理的信息，1万秦军扎营，左垒和右垒通常是各驻5000兵马，左、右和各设1200人，二垒内部各留3800人。这3800人会分为10个等份，然后按照三步、四步、五步置一戟（代指士兵）的规格来乘以380人，就可得出营垒南北长度（袤）有多少。战国是三百步一里，按照三步置一戟的规格，则万人的军营“袤”长三里又二百四十步。
岳麓秦简“营军之术”算法释义图
假如白起是按照万人一军、三步置一戟的标准来扎营，那么十余万秦军的营垒至少会绵延三四十里，相当于从高都邑一直延伸到新城城郊。考虑到秦军以高都城做基地，又分兵若干驻扎伊河东岸，城外的军营会少设一些，实际覆盖面积可能在方圆二十里左右。但不管怎样，伊阙塞以南到新城都被秦军牢牢掌握。
公孙喜很清楚，秦军无论是万人一营还是数万人一营，营门规格就那么大，左、右和都可能只设1200名守军（恰好是秦部曲制的3个“部”），无法确切了解营内的真实兵力。再加上秦人喜欢把营垒修成坚壁，对道路关卡的盘查极严，联军斥候就更加难以打探内中虚实了。
在双方对峙时，秦军的战备始终没有松懈。近来士兵操练次数有所增加，喊杀声响彻河谷，轻车锐骑也时不时出营来回驰骋、耀武扬威。离敌营最近的韩军一直高度紧张，生怕秦军是以假演练掩饰真突袭。
魏军和秦军中间隔着韩军，魏军士兵们自以为高枕无忧，纪律就比韩卒松散得多。但身为主帅的公孙喜不敢放松警惕，还是让斥候密切注意秦营的旗帜、灯火、鼓声有何变化，以及是否有鸟群盘旋于营垒之上，借此判断秦军主力是否仍在此处。他相信坚持这样做，联军即使打不赢，至少也立于不败之地。殊不知，敌将白起对战场形势的解读能力出类拔萃，看到了他意想不到的隐患。
首先，伊阙的地理形势并不利于韩魏二军协同作战。
伊阙山谷仅长数里，被滔滔伊河从中劈成东西两岸。东岸山谷北出口在今郜庄村一带，往北是开阔的平原，距此最近的韩国缑氏县在七八十里外；东岸山谷南出口在今草店乾元寺一带，通道不在伊河边上，而是夹于山间。西岸山谷虽然不如东岸宽阔，却是通往洛阳的主要通道，山谷南出口挨着今魏湾村，北出口连着今龙门村。除了这条主干道外，伊阙山往东或往西数百里都是连绵不绝的山脉与丘陵。以当时的交通条件，很多今天的公路还不存在。
战国时的伊阙山谷通道，可能比后来经过历朝整修的官道更窄。联军无法在山谷中屯太多兵。根据洛阳市旅游发展委员会在2015年4月9日发布的公告，位于伊阙山地的龙门石窟景区日最大承载量为7.9万人次，景区在整个2015年“十一”黄金周共接待了28.27万人次游客。景区单日最大承载量可以作为当地人口容纳能力的参考值。但军队扎营不同于游客往返，需要留出相当大的活动空间。比照秦国营军之术，伊阙山谷两岸大约只能容纳两个万人军营，远远装不下24万韩魏联军。
魏之河东、河内兵与韩之南阳兵南渡黄河后下洛阳，最佳集结地点在洛河以南、伊河西岸。韩三川郡兵是从南边退至伊阙，位置处于联军最南面。韩之成皋、荥阳驻军从东边进入洛阳盆地，再渡过伊河与其他兵马会师。由于魏军主要从北来，韩军大多从东来（一部从南来），自然地形成了“魏军在后，韩军在前”的格局。
前面提到伊阙山谷内大约只有不超过3万韩军分别镇守两岸。为了缩短后勤补给线，大部分韩军和魏军都会选择以西岸的龙门镇为中心设置营垒，以便更快捷地获取周援。
假如秦军进攻伊阙塞，无论打西岸还是东岸，首当其冲的都是韩军的一部分。魏军并不与秦军直接对峙。可惜伊阙山谷狭长，24万联军只能轮流上阵，无法充分展开优势兵力。魏韩联军无法两路同时出击，剩下的选择唯有让一军先出击，另一军随后扩大战果。更不利的是，山谷内只容得下数万兵马展开。就连韩军也只能依次投入部队参战，无法全力出击。魏军想要插手的话，还得让韩军先闪出一条路来。这便是山谷战的麻烦之处。
如果作为守方，韩军可以从容应战，以少抗多，慢慢跟秦人耗。然而，这次韩魏联军原本是人多势众的攻方，由于无法找到能发挥数量优势的进攻路线，反而变得被动。想当初，联军若能早早分兵控制住高都邑，就能与伊阙塞形成掎角之势，两军也有更开阔的活动空间来打配合，让秦军顾此失彼。可惜被白起抢了先手，失去先机。而且，正因为伊阙地形不利于多线攻击，魏韩两军的矛盾才很快激化。
其次，联军兵多却处于战场内线，秦军兵少却掌握了战场外线。
在战场之上，处于内线的军队没有太多腾挪的余地，容易被包围；处于外线的军队有更大的回旋余地，能选择更多的进攻路线。通常而言，进攻方多在外线，而防守方多在内线。单看伊阙战场，秦军算是处于内线的防守方，联军是处于外线的进攻方。可是，当我们结合三将拔三城后形成的战略布局来看，就会发现秦国势力在整个河外战场上反而处于外线。
由于疆土相邻，魏韩联军控制了洛阳盆地的北、东两个方向的通道。秦国则控制了西、南两个方向的通道。西之宜阳与南之新城恰好对伊阙塞形成了一个半包围架势。这意味着秦军实际上，可以从两个方向进攻联军，可以通过大范围转移来变换进攻方向。
白起若是率军秘密离开伊阙，先转移到宜阳东郊，再顺着洛河迂回到联军身后，行军全程都在秦国境内——主场作战，畅通无阻，利于隐蔽。反观魏韩联军，虽然人多势众，却是被夹在内线的客军，无法通过转移来迂回到秦军的侧后。
理论上，韩军要是能再派数万兵马出嵩山攻打新城的东郊，秦军就首尾难顾了。或者，韩军留下数万人马坚守伊阙塞牵制秦军，大部队和魏军一起秘密向轩辕关转移，进入嵩山后西行至新城，抄了白起的后路。这种以迂为直的奇袭，倒是跟白起的作战思路如出一辙。
但韩王君臣没胆子也没能力实现这两个构想。因为韩国处在四战之地，对各个方向的诸侯都要保持足够的戒备。韩国原本就已经兵力紧张，再加上襄城秦军一直威胁着韩南边境，让韩军不敢不重兵戒备，根本抽不出多余的人手。至于借道给魏军，更是不能考虑的选项。
魏军比韩军人多，若是借道进入嵩山地区的话，后勤补给就得从韩国出。多一笔钱粮开支事小，关键是魏军进嵩山后，万一突然单独跟秦军媾和，转而进攻韩国腹地，那韩王君臣可就吃不了兜着走了。韩国抗秦归抗秦，对魏国也抱有一丝戒心。毕竟，两国长期以来在结盟、交锋、争相事秦之间反复调整，只是最近处于外交蜜月期，明年是敌是友还不敢断言。
韩人这种心态恰恰让魏人缺乏安全感。两军互相掣肘，既不敢以正兵合战，又提防着对方像当年修鱼之战时那样临阵逃脱。于是整个联军都动弹不得。所以，白起实际上只用专心对付伊阙山谷方向的敌军。而公孙喜既戒备秦军，又猜忌韩军，还得盯着宜阳方向的动静。这一出一入，双方的胜算此消彼长。
最后，白起发现伊阙山谷到洛阳之间的大平原隐藏着一个理想的战场。
伊阙地形限制了魏韩联军的进攻手段，秦国在河外的战略布局让秦军具备了迂回敌后的交通条件，但光是这些有利条件还不足以让白起完成打歼灭战的构想。因为兵力上的差距依然客观存在。以少胜多的击溃战不乏其例，但以寡破众的歼灭战还找不到几个先例。
若是换成其他将帅，可能会先设法分散敌军的兵力，再逐个吃掉。公孙喜应该也想到了这点，故而没在魏韩失和时贸然分兵。他以为白起不敢强攻，即使强攻也只是变成秦韩拼恶仗、魏军坐收渔利的局面。完全没想过自己在白起眼中已经形同瓮中之鳖。
出了伊阙山谷，山势突然折向西北，伊河则开始往东北折，山水之间夹出了一个倒三角形平原。这个大平原从伊河西岸的龙门山一直向西北延伸到今洛阳龙门站附近，属于今洛阳市龙门镇地区，龙门镇面积为41.3平方公里，是个能容纳20多万大军厮杀的战场。魏军主力就在这片土地上，保护着联军的后勤补给线。
这片左依山右傍水的倒三角形平原，从南往北打是易守难攻，从北往南打则是易攻难守。若是能从北面广阔的平原发动宽正面的多点攻击，秦军就可能最大限度地发挥轻车锐骑的冲击力，切断24万联军的后勤补给线，将其逼向伊阙山谷。魏军处于倒三角形的中部，若是被北面来敌压迫到倒三角的顶角（即龙门村一带），十几万大军的回旋余地会越来越小。南边的伊阙山谷已经被韩军填满，即使人挤人也塞不了七八万，秦兵又封死了山谷南出口。西边的山地丘陵没多少让大兵团突围的出口，东边的伊河成为天然屏障，浮桥和船只很难在短时间内把十几万兵马全部运到对岸。
也就是说，秦军并不需要十倍于敌的兵力来构建包围圈。只要锁死伊阙山谷两岸的南出口，控制住倒三角形平原的底部（今洛阳市的南刘村、杜村、槐树湾村、八里堂村一带），并分兵从北面攻占伊河以东的今郜庄村一带，截断东岸敌军的逃亡路线，就能把魏韩联军团团围住。
决战的地点选好了，首要打击目标也随之确定。
从秦军的视角来看，韩军拦在眼前，魏军躲在后面，秦军要打魏军的话，必须先跨过韩军的阵营。魏军上下也是这样想的，尤其是主帅公孙喜。他没能说服韩将先出击，却认定就算韩军不愿当先锋，也不得不先挨秦军的拳头。公孙喜相信魏军是安全的，让韩人跟秦人死磕吧，重复当年齐国在马陵之战中趁韩魏两败俱伤再插刀的套路。
十几万魏军抱着等胜利的心态来看待秦韩交锋，警惕性不足，自然会露出不少破绽。比起猛攻紧张兮兮的韩军，袭击麻痹大意的魏军显然胜算更大。只要魏军败了，韩军就会丧失斗志。
当然，这并非白起先打魏军的唯一原因。奇袭也要遵守战争基本法，时机、地形、兵力、战术缺一环都不行。白起权衡利弊后，依然认为先打魏军是取胜的关键。现在问题来了，秦军主力怎样才能避开韩魏联军的耳目，神不知鬼不觉地迂回穿插到魏军的后方？如果做不到，秦军将满盘皆输。