Ile jest takich pozycji? (puzzle szachowe / matematyczny)


18

Interesuje mnie tego rodzaju stanowisko:

Na planszy są tylko 4 elementy. Jeśli Biali pójdą pierwsi, mogą matować jednym ruchem. Jeśli Czarni pójdą pierwsi, mogą matować jednym ruchem. Na przykład:

Przykład

Pytanie brzmi: ile jest takich pozycji?

Znajduję 3 główne pozycje:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Każda z nich daje nam kolejne 6 pozycji. Możemy przesunąć pozycję początkową czarnej królowej na 6 innych 6 pól. Mamy więc 21 podstawowych pozycji.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Czy są inne podstawowe pozycje?

Dla każdej podstawowej pozycji możemy:

1) zmiana koloru x2

2) obróć planszę x4

3) pozycja lustra x2

Tak więc jedna podstawowa pozycja generuje 2x4x2 = 16 pozycji. Ostateczna odpowiedź brzmi: istnieje 16 x 21 = 336 takich pozycji.

Czy to jest poprawne?

Odpowiedzi:


9

Twoja druga podstawowa pozycja pozwala na 4 dodatkowe warianty poza tymi, które już podałeś, wskazane na poniższym schemacie:

NN - NN

To podnosi ocenę „podstawowych pozycji” do 25. Czy to dodanie sprawia, że ​​lista jest wyczerpująca, czy nie, nie jestem do końca pewien (choć tak mi się wydaje).

W każdym razie, bez względu na liczbę podstawowych pozycji, twoja ekstrapolacja całkowitej liczby pozycji stamtąd (x2 dla przełącznika kolorów i x8 dla transformacji planszy) jest poprawna, ponieważ grupa symetrii szachownicy rzeczywiście ma porządek 8 , jak potwierdzono na przykład na str.334 tego rozdziału w Podręczniku programowania ograniczeń . (Trzeba tu jednak uważać na przeliczanie; patrz poniżej.) W tej chwili przypuszczam, że odpowiedź to 25 x 16 = 400.


Dodam tę matematyczną dygresję, ponieważ z twojego profilu widzę, że jesteś zainteresowany kontynuowaniem nauki matematyki. Być może nie mówię tu niczego, czego jeszcze nie jesteś świadomy, ale i tak tu jest.

Zauważ, że istnieją pewne pozycje szachowe, które wyjdą identycznie pod różnymi symetriami planszy. Rozważmy na przykład odbicie w poprzek przekątnej a1-h8. Ta symetria planszy zasadniczo zmienia daną pozycję, np

Pozycja

staje się

Zmieniono pozycję

Ale oczywiście niektóre pozycje (mianowicie te, które mają tylko elementy na przekątnej a1-h8) nie zmieniają się w ramach tej symetrii, np. Pozycja

Kolejna pozycja

pozostaje niezmieniony, gdy zastanowimy się nad tą przekątną.

Z powodu tego rodzaju zachowania należy na ogół uważać, aby nie przeliczyć w tego rodzaju problemach z liczeniem. W przypadku twojego problemu oznacza to upewnienie się, że żadna z twoich podstawowych pozycji nie powtarza się w żadnej z (nieidentyfikujących) symetrii, tak że nasze „x 16” przy uzyskiwaniu całkowitej liczby pozycji z liczby podstawowych pozycji nie jest przeliczanie. W niniejszym przypadku twoje podstawowe pozycje są wystarczająco skomplikowane / asymetryczne, aby intuicyjnie jasne, że żadna z nich nie powtórzy się pod tymi symetriami, więc nie ma się o co martwić, ale w matematyce często zdarza się, że rzeczy są „intuicyjnie jasne”, że trzeba to zrobić najbardziej martw się błędami. (W rzeczywistości jest powiedzenie, że jeśli chcesz znaleźć błędy w matematycznym dowodzie, zacznij od dowolnego miejsca, w którym jest napisane: „Jest jasne, że ...”)


1
Potwierdziłem za pomocą wyszukiwania komputerowego, że te 400 jest jedynymi takimi pozycjami obejmującymi KkQqi ręcznie nie widzę żadnych „trudnych” sposobów (np. Angażujących KkPqlub KkNq), więc również uważam, że powyższe rozwiązanie jest kompletne i odpowiedź to „dokładnie 400”.
Quuxplusone
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.