ChessPro online

Забавные задачки и головоломки

вернуться в форум

30.09.2007 | 20:54:28

Главная  -  Поговорим?  -  Наука

242

iourique

02.11.2008 | 04:22:08

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
azur: В свое время одна (не математическая, но весьма даже шахматная) проблема привела к необходимости посчитать количество неизоморфных "латинских" матриц mxn. Помучался сам день-другой и .. полез в инет. И хоть дело прояснилось только для случая 2хn, зато в процессе поисков познакомился с несколькими интересными математиками, работающими в области комбинаторики .. :-)


azur, поделитесь, что такое латинские матрицы, а то я только латинские квадраты знаю..
номер сообщения: 49-2-1288

243

jenya

02.11.2008 | 05:26:17

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:... я нигде не говорил, что колпаки надеваются случайно и равновероятно. Предположим, что организаторы игр - те еще жуки, и, увидев, что мудрецы пользуются определенной стратегией, начинают ей противодействовать, например, чаще надевая на всех мудрецов колпаки одного цвета. Если мудрецы могут передоговариваться перед каждым раундом, смогут ли они все равно обеспечить себе выигрыш с вероятностью 3/4?


Правильно ли я понимаю, что мудрецы знают, с какой вероятностью организаторы решают выбрать колпаки одного цвета? Если да, и эта вероятность достаточна велика (больше 3/4 по прикидкам), то можно получить 3/4. Но я не уверен, что правильно понимаю условие.
номер сообщения: 49-2-1289

244

Quantrinas

Любитель
НН / R

02.11.2008 | 05:34:58

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
jenya: Трем мудрецам я бы посоветовал такую стратегию: говорить пас, если на двух собратьях колпаки разных цветов. Если же на них колпаки одного цвета, надо записать на бумажку другой цвет. Стратегия не работает, если на всех мудрецах колпаки одного цвета. То есть, вероятность выигрыша - три четверти.

Это, конечно, правильно.

А можно ли строго доказать, что три четверти - максимальная вероятность?


__________________________
Audiatur et altera pars
номер сообщения: 49-2-1290

245

Roger

02.11.2008 | 06:26:00

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique: Это, конечно, правильно. За 7 возьметесь?

Построенная аналогичным образом стратегия для 7 (не работающая при раскладах 0-7 и 2-5; работающая при 1-6 и 3-4) оказывается хуже, чем для 3. Так же обстоит дело и с другими n>3.

То есть, по-моему, n-3 заранее выбранных должны всегда пасовать, а 3 остальных - писать в соответствии со вышеописанной стратегией "на троих", невзирая на цвет остальных. В итоге вероятность выжить всегда будет 3/4.

iourique: Если нет, давайте я еще схитрю: я нигде не говорил, что колпаки надеваются случайно и равновероятно. Предположим, что организаторы игр - те еще жуки, и, увидев, что мудрецы пользуются определенной стратегией, начинают ей противодействовать, например, чаще надевая на всех мудрецов колпаки одного цвета. Если мудрецы могут передоговариваться перед каждым раундом, смогут ли они все равно обеспечить себе выигрыш с вероятностью 3/4?

Ну, это просто. Перед началом раунда мудрецы проводят "randomizing" - каждому из них (достаточно для 2 из 3) случайным образом назначается, быть ему позитивом или негативом. Во втором случае цвет колпака в глазах других инвертируется.
номер сообщения: 49-2-1291

246

iourique

02.11.2008 | 06:41:47

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
jenya:Правильно ли я понимаю, что мудрецы знают, с какой вероятностью организаторы решают выбрать колпаки одного цвета?


Давайте сделаем задачку реалистичной: мудрецы понимают, что организаторы могут выбирать колпаки неслучайно, но у них нет никаких идей, как именно организаторы будут это делать.

P.S. Roger уже все сделал...
номер сообщения: 49-2-1292

247

iourique

02.11.2008 | 06:44:17

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Roger:
iourique: Это, конечно, правильно. За 7 возьметесь?

Построенная аналогичным образом стратегия для 7 (не работающая при раскладах 0-7 и 2-5; работающая при 1-6 и 3-4) оказывается хуже, чем для 3. Так же обстоит дело и с другими n>3.

То есть, по-моему, n-3 заранее выбранных должны всегда пасовать, а 3 остальных - писать в соответствии со вышеописанной стратегией "на троих", невзирая на цвет остальных. В итоге вероятность выжить всегда будет 3/4.


Можно лучше.

iourique: Если нет, давайте я еще схитрю: я нигде не говорил, что колпаки надеваются случайно и равновероятно. Предположим, что организаторы игр - те еще жуки, и, увидев, что мудрецы пользуются определенной стратегией, начинают ей противодействовать, например, чаще надевая на всех мудрецов колпаки одного цвета. Если мудрецы могут передоговариваться перед каждым раундом, смогут ли они все равно обеспечить себе выигрыш с вероятностью 3/4?

Ну, это просто. Перед началом раунда мудрецы проводят "randomizing" - каждому из них (достаточно для 2 из 3) случайным образом назначается, быть ему позитивом или негативом. Во втором случае цвет колпака в глазах других инвертируется.


Здорово!
номер сообщения: 49-2-1293

248

iourique

02.11.2008 | 06:47:55

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Quantrinas:
А можно ли строго доказать, что три четверти - максимальная вероятность?


Да. А как - пока не скажу.
номер сообщения: 49-2-1294

249

azur

левый 2506

02.11.2008 | 07:52:42
Email

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
azur: В свое время одна (не математическая, но весьма даже шахматная) проблема привела к необходимости посчитать количество неизоморфных "латинских" матриц mxn. Помучался сам день-другой и .. полез в инет. И хоть дело прояснилось только для случая 2хn, зато в процессе поисков познакомился с несколькими интересными математиками, работающими в области комбинаторики .. :-)


azur, поделитесь, что такое латинские матрицы, а то я только латинские квадраты знаю..

Это квадраты и прямоугольники, где в каждой строке и в каждом столбце нет повторяющихся элементов
m x n - m строк и n столбцов
если m <= n, значит, в каждой строке те же самые n элементов, все по одному разу
если m > n, наоборот, в каждом столбце m различных элементов

Термин "латинские матрицы" необщепринятый (поэтому и кавычки), но изредка применяется (когда берут числа в качестве элементов)
номер сообщения: 49-2-1295

250

iourique

03.11.2008 | 07:06:28

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
azur:
iourique: azur, поделитесь, что такое латинские матрицы, а то я только латинские квадраты знаю..

Это квадраты и прямоугольники, где в каждой строке и в каждом столбце нет повторяющихся элементов
m x n - m строк и n столбцов
если m <= n, значит, в каждой строке те же самые n элементов, все по одному разу
если m > n, наоборот, в каждом столбце m различных элементов.


А что про n х 3 правда ничего неизвестно? Случай n х 2 вроде простой - n!/е. Или я неправильно понимаю, что такое изоморфизм?
номер сообщения: 49-2-1300

251

azur

левый 2506

03.11.2008 | 08:50:19
Email

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
А что про n х 3 правда ничего неизвестно? Случай n х 2 вроде простой - n!/е. Или я неправильно понимаю, что такое изоморфизм?

Они будут изоморфными при перестановках строк, столбцов или переименовании символов.
Для 2 х n знаю лишь рекурсивную формулу и производящую функцию (считать неизоморфные прямоугольники в этом случае то же самое, что искать количество способов представить n в виде суммы слагаемых, отличных от единицы)
Для всех остальных случаев, похоже, есть только грубые приближения ..
номер сообщения: 49-2-1301

252

iourique

03.11.2008 | 18:21:37

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
azur:
iourique:
А что про n х 3 правда ничего неизвестно? Случай n х 2 вроде простой - n!/е. Или я неправильно понимаю, что такое изоморфизм?

Они будут изоморфными при перестановках строк, столбцов или переименовании символов.
Для 2 х n знаю лишь рекурсивную формулу и производящую функцию (считать неизоморфные прямоугольники в этом случае то же самое, что искать количество способов представить n в виде суммы слагаемых, отличных от единицы)
Для всех остальных случаев, похоже, есть только грубые приближения ..


О, понял наконец . Для случая 2 х n надо считать число сопряженных классов перестановок без фиксированных точек. Для случая 3 х n приходится считать число сопряженных классов пар таких перестановок с доп. условием, что их произведение тоже не имеет фиксированных точек... И впрямь непонятно, как такое считать...
номер сообщения: 49-2-1302

253

Grigoriy

04.11.2008 | 00:10:46

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Странно, что никто кроме Юрика не откликнулся на задачу о пятне. Правда, для математика она в сущности автоматическая :-), но ведь не все здесь математики, а звучит имхо чрезвычайно завлекательно. И судя по упоминанию ограниченности - решение самого Donkey не автоматическое :-)
А я подсел на задачку о степенях. Думать не мог - не было времени(сегодня начал), но всё другое закрыло :-) Впрочем, задачки с вероятностями и с лат матрицами мне не интересны, а про машины и тетраэдр я решал раньше.. Впрочем, про тетраэдр мне кажется тривиальной - вроде решение с максимальной стороной должно приходить сразу.
номер сообщения: 49-2-1304

254

Sad_Donkey

КМС

04.11.2008 | 01:10:03

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Grigoriy: Странно, что никто кроме Юрика не откликнулся на задачу о пятне. Правда, для математика она в сущности автоматическая :-), но ведь не все здесь математики, а звучит имхо чрезвычайно завлекательно. И судя по упоминанию ограниченности - решение самого Donkey не автоматическое :-)
А я подсел на задачку о степенях. Думать не мог - не было времени(сегодня начал), но всё другое закрыло :-) Впрочем, задачки с вероятностями и с лат матрицами мне не интересны, а про машины и тетраэдр я решал раньше.. Впрочем, про тетраэдр мне кажется тривиальной - вроде решение с максимальной стороной должно приходить сразу.


Я слышал такое решение (к которому, при желании, можно придраться, я думаю).
Накладываем кальку как-нибудь. Разрезаем на квадратики и складывем их стопочкой. "Прокалываем иголкой" всю стопку так, чтобы иголка ни на одном квадратике не задела фрагмента пятна. Раскладываем, с сохранением порядка. Сдвигаем на вектор "левый верхний угол - прокол"... Претензии - ни ко мне...
номер сообщения: 49-2-1306

255

Sad_Donkey

КМС

04.11.2008 | 01:15:55

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
А про тетраэдр задачка - хорошая. Я говорил, почему именно. Бывают задачи "геометрические", которые можно решить при помощи каких-то выкладок... (Грубо говоря, при помощи теоремы Пифагора.)
А эту как решить при помощи выкладок?...

А вот это - известная задачка, наверное.
В треугольнике найти точку, сумма расстояний от которой до вершин треугольника - минимальна...
номер сообщения: 49-2-1307

256

Grigoriy

04.11.2008 | 01:35:37

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
"Автоматическое" профессиональное решение в сущности такое же. Пусть наша область - А. Снесём её в единичный квадрат, т е рассмотрим преобразование., которое любую точку В переводит в точку единичного квадрата с координатами - дробными частями координат В - иначе, отнимаем от координат их целые части. Поскольку площадь А < 1, существует точка Е не в образе. Тогда если к Е прибавить любой вектор с целыми координатами, то получившаяся точка не м б никакой точкой В из А. В самом деле, пусть есть точка В в А. Если отнять от неё вектор с её целыми частями - это не б Е по построению, а если любой другой целый - то даже не попадём в единичный квадрат, где расположена Е.
А про минимум решение просто очевидно - центр описанной окружности
Точнее, сразу получается автоматом.
номер сообщения: 49-2-1308

257

Grigoriy

04.11.2008 | 02:15:38

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Не. Насчёт задачи с суммой расстояний у меня был глюк.
номер сообщения: 49-2-1309

258

iourique

04.11.2008 | 06:20:00

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Grigoriy: Не. Насчёт задачи с суммой расстояний у меня был глюк.


Точка, из которой стороны видны под углом в 120 градусов. Только я доказывать не умею, если треугольник не равнобедренный....

p.s. придумал: пусть O - точка, реализующая минимум для треугольника ABC. Пошевелим O так, что сумма OA+OB остается постоянной, а OC, как следствие, увеличивается. Тогда О движется по эллипсу с фокусами в А и В, а ОС - перпендикулярно касательной к эллипсу. Следовательно, угол АОС равен углу ВОС. Приплыли.
номер сообщения: 49-2-1310

259

Sad_Donkey

КМС

04.11.2008 | 10:27:58

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
Grigoriy: Не. Насчёт задачи с суммой расстояний у меня был глюк.


Точка, из которой стороны видны под углом в 120 градусов. Только я доказывать не умею, если треугольник не равнобедренный....

p.s. придумал: пусть O - точка, реализующая минимум для треугольника ABC. Пошевелим O так, что сумма OA+OB остается постоянной, а OC, как следствие, увеличивается. Тогда О движется по эллипсу с фокусами в А и В, а ОС - перпендикулярно касательной к эллипсу. Следовательно, угол АОС равен углу ВОС. Приплыли.


Я знаю такое красивое рассуждение, отстаивать которое не могу и не буду.
Пусть на горизонтальной плоской поверхности изображен треугольник. Свяжен узлом три веревочки и проденем их (по одной) через отверстия, проделанные в точках - вершинах треугольника. На концы привяжем одинаковые грузы. Эта "система" придет в стабильное положение, в соответствии с принципом "минимума энергии". При этом, сумма длин веревок "под столом" будет максимальна, а "на столе" - минимальна. Сумма трех, равных по модулю, векторов, равна нулю, когда углы 120 градусов...
номер сообщения: 49-2-1312

260

Sad_Donkey

КМС

04.11.2008 | 12:17:52

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
Grigoriy: Не. Насчёт задачи с суммой расстояний у меня был глюк.


Точка, из которой стороны видны под углом в 120 градусов. Только я доказывать не умею, если треугольник не равнобедренный....

p.s. придумал: пусть O - точка, реализующая минимум для треугольника ABC. Пошевелим O так, что сумма OA+OB остается постоянной, а OC, как следствие, увеличивается. Тогда О движется по эллипсу с фокусами в А и В, а ОС - перпендикулярно касательной к эллипсу. Следовательно, угол АОС равен углу ВОС. Приплыли.


Мне очень нравится, как вы рассуждаете. Но (мне) хотелось бы услышать более четкое изложение вашего решения этой задачи...
номер сообщения: 49-2-1313

261

iourique

04.11.2008 | 17:04:52

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Sad_Donkey: Но (мне) хотелось бы услышать более четкое изложение вашего решения этой задачи...


Извольте. 4 факта:

1. Эллипс - это множество точек, таких, что сумма расстояний от них до фокусов постоянна.
2. Если О - ближайшая к некоторой точке А точка эллипса (гладкой кривой), то ОА перпендикулярно касательной к эллипсу в точке О.
3. Луч, выпущенный из фокуса эллипса, отразившись от поверхности эллипса, приходит в другой фокус.
4. Угол падения равен углу отражения.

Таким образом, если О - такая точка, что ОА+ОВ равно константе, а ОС - минимально, то углы АОС и ВОС равны. Если О минимизирует ОА+ОВ+ОС, то все три угла при О равны.
номер сообщения: 49-2-1314

262

Sad_Donkey

КМС

04.11.2008 | 17:44:29

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
iourique:
Sad_Donkey: Но (мне) хотелось бы услышать более четкое изложение вашего решения этой задачи...


Извольте. 4 факта:....



Спасибо!..
Позволю себе заметить, что при таком уровне подробностей, уместно было бы сделать еще пару замечаний... Ну, это если на конкурс....
номер сообщения: 49-2-1315

263

azur

левый 2506

05.11.2008 | 13:12:11
Email

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Sad_Donkey: А вот это - известная задачка, наверное.
В треугольнике найти точку, сумма расстояний от которой до вершин треугольника - минимальна...

Она называется "точкой Торричелли" или "Первой точкой Ферма"
http://en.wikipedia.org/wiki/Fermat_point
http://mathworld.wolfram.com/FirstFermatPoint.html

В случае, когда треугольник имеет угол >= 120°, точка совпадает с вершиной этого угла.
Если такого угла нет, то точка находится внутри треугольника. Проще всего ее построить с помощью внешних равносторонних треугольников ..
номер сообщения: 49-2-1316

264

Sad_Donkey

КМС

05.11.2008 | 17:52:08

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
azur:
Sad_Donkey: А вот это - известная задачка, наверное.
В треугольнике найти точку, сумма расстояний от которой до вершин треугольника - минимальна...

Она называется "точкой Торричелли" или "Первой точкой Ферма"
http://en.wikipedia.org/wiki/Fermat_point
http://mathworld.wolfram.com/FirstFermatPoint.html

В случае, когда треугольник имеет угол >= 120°, точка совпадает с вершиной этого угла.
Если такого угла нет, то точка находится внутри треугольника. Проще всего ее построить с помощью внешних равносторонних треугольников ..


Спасибо! Я когда-то услышал это как задачу.... Так и рассказал. Мне очень понравилось, как рассуждал Юрик-Йорик (как правильно?)...
номер сообщения: 49-2-1317

265

iourique

05.11.2008 | 17:54:17

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Sad_Donkey: Мне очень понравилось, как рассуждал Юрик-Йорик (как правильно?)...

Спасибо. Правильно - Юрик.
номер сообщения: 49-2-1318

266

Pirron

05.11.2008 | 18:00:31

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Надо бы эту тему закрыть, а всех ее авторов - забанить. А то собрались тут какие-то яйцеголовые интеллектуалы, рассуждают совершенно непонятно о чем, навязывают только комплекс неполноценности честным сайтовским гуманитарям...
номер сообщения: 49-2-1319

267

Sad_Donkey

КМС

05.11.2008 | 18:50:21

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Pirron: Надо бы эту тему закрыть, а всех ее авторов - забанить. А то собрались тут какие-то яйцеголовые интеллектуалы, рассуждают совершенно непонятно о чем, навязывают только комплекс неполноценности честным сайтовским гуманитарям...


Не только эту... И не только эти... И не только этим...

"Яйцеголовые"...
Когда-то, много-много лет назад, сидел я в командировке на озере Балхаш. Ни один сидел, было нас - тьма... интеллектуалов. Понагнали из Москвы, на всякий случай... Делать было нечего. Одним из дежурных развлечений было разгадывание кроссвордов. Благо была в наличии подшивка журнала "Огонек" за пару лет... Разгадывали, в целом, успешно. Но случались и казусы. Как-то надо было отгадать название морского животного: восемь букв, третья "ю", пятая - "о".
Никто не знал; но синтезировали - "брюхоног". Ведущим у нас был будущий член-корреспондент и директор крупного института. Взял он номер журнала за следующий месяц, стал глазками читать ответы. И вдруг дико расхохотался. "Ты чего, Гена?" - спросили мы.
Гена ответил: "Дураки вы! Никакой это не "брюхоног", а "клюворыл!""... Такие были наши "яйцеголовые" забавы...
номер сообщения: 49-2-1320

268

Sad_Donkey

КМС

07.11.2008 | 14:13:43

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Маленькая забавная задачка.

Выпуклый многоугольник ABCD. Доказать, что его площадь меньше или равна величине:
(AB*CD + BC*DA) / 2
номер сообщения: 49-2-1321

269

MikhailK

1 разряд

07.11.2008 | 15:17:45
Email

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Sad_Donkey: Маленькая забавная задачка.

Выпуклый многоугольник ABCD. Доказать, что его площадь меньше или равна величине:
(AB*CD + BC*DA) / 2

Здорово! Для решения понадобились ножницы.
номер сообщения: 49-2-1322

270

MikhailK

1 разряд

07.11.2008 | 15:52:16
Email

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
Возвращаясь к задаче о трех мудрецах в черно-белых колпаках. Решение ясно, хотя мне не очевидна его оптимальность. Мне интересен немного другой момент. Может ли кто-нибудь ясно и коротко объяснить, какая информация позволяет мудрецам повысить вероятность успеха до 3/4?
номер сообщения: 49-2-1323

271

Sad_Donkey

КМС

07.11.2008 | 16:15:20

все его сообщения:
за день, за месяц,
за все время
MikhailK:
Sad_Donkey: Маленькая забавная задачка.

Выпуклый многоугольник ABCD. Доказать, что его площадь меньше или равна величине:
(AB*CD + BC*DA) / 2

Здорово! Для решения понадобились ножницы.


Да...
номер сообщения: 49-2-1324