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标题: [求助]35子棋怎么排? [打印本页]

作者: 乌木    时间: 2006-12-29 16:57:09     标题: [求助]35子棋怎么排?

36个位置,35个子,初态是混乱的,只能一次走一子,走入空格,相当于空格在移动,即空格的四面的任一子可以移入空格。头33个子还好排,最后34和35要求对换,玩不转啦,求助!有无解的可能吗?

[求助]35子迷宫怎么排?


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作者: yzsjw0    时间: 2006-12-29 19:37:55

数学家已得出结论,奇数排列无解。

图1.8 重排九宫游戏
重排九宫的发明,真正标志着魔方走出了数学。重排九宫的花样变化是通过棋子的移动来实现的,而现代鲁毕克魔方是通过转动来变换花样的。从数学的角度看,重排九宫和现代魔方的根本差别在于维数和力学构造。据《独粒钻石和华容道》记载,在元代公元13世纪重排九宫传到西方,也就是说,中国的魔方是13世纪走向世界的。外国人在重排九宫的基础上,发明了15子棋。
(3)15子棋
如图1.9 (a)是宋代杨辉编制的四阶幻方。图1.9 (b)是由图1.9 (a)各宫减去1得到的,满足幻方的定义,即
横线:1+15+12+2=10+4+7+9=6+8+11+5=13+3+14=30
纵线:1+10+6+13=15+4+8+3=12+7+11=2+9+5+14=30
对角线:1+4+11+14=2+7+8+13=30
图1.9 四阶幻方和15子棋

由于图1.9 (b)不满足 <!--[if !vml]--><!--[endif]-->规则,因此,我们称其为准四阶幻方或15子幻方。如果把图1.9 (b)15个数字制作成15个棋子,这就是15子棋了。15子棋实质上是8子棋的一种发展。

15子棋是19世纪70年代由美国人萨木埃·劳德(Sam Loyd)发明的。15子棋也称为15个数的游戏,曾经流行于全世界,并在1880年达到狂热的顶点,不过不久就被数学所征服。15子棋的玩法和重排九宫一样,也是通过移动,把搅乱了的编号棋子复位,使之回到它们原来按顺序编号的适当位置上。
从下面的描述中,我们可以看出15子棋对世界的影响之大,并且使得人们在后来发明新的游戏或玩具时,自觉或不自觉地要以15子棋为基本参考点。
德国数学家阿连斯写到:“大约半个世纪以前—19世纪70年代末,美国出现了15子棋的游戏,这种游戏很快就流传开了,无数棋迷被它弄得神魂颠倒……”
“大洋这一边的欧洲,此时也出现了同样的情况。在巴黎,这种游戏在露天里,在林荫道上都找到了安身之所……”
15子棋的发明者劳德描述道:“在70年代初,我是怎样使整个世界都为一盒活动棋子大伤脑筋的。一个小盒子里,放有15颗棋子,按照正规顺序排列,如图1.10(a)所示。如果只有1415两个棋子互换了位置,如图1.10 (b),要解的问题是:逐一移动这些棋子,把1415两棋子的位置更正过来,使所有棋子都排列成正常的位置。当时拿出了1000美元奖金,准备奖给能够正确解答此题的第一个人。尽管人们都孜孜不倦地努力求解,但谁也没有得到这份奖励”学家阿连
图1.10 15子棋游戏
斯证明,1.10 (b)是一种不可解的排列。人们议论着各种趣闻,什么商人为此忘记开张营业啦,一些高官显宦通宵达旦地停留在路灯底下寻找答案啦,船员由于摆弄这个游戏竟然把船搁浅到沙滩上,火车司机把列车开过了站等等。著名作家马克吐温在他的小说《美国的逐鹿者》里,也有过类似的描述。
由于15子棋有这么大的魔力,因此,人们也把15子棋叫做魔块。重排九宫和15子棋都可以叫做魔方,前者是准三阶一维魔方,后者是准四阶一维魔方。

作者: 阳光    时间: 2006-12-30 00:08:47

把空格留在左上方,第一行      1, 2, 3, 4, 5

                  第二行  6, 7, 8, 9,10,11

                 

 

                  第六行 30,31,32,33,34,35

   大功告成也!

[em01]
作者: 乌木    时间: 2006-12-30 11:15:35

不过,阳光兄说的好像等价于空格留在右下方,把35当1,34当2,……2当34,1当35。

问题是,如果把您说的的花样作为目标,假如最后出现:

“空格,21345;6~11;……30~35”,那么,该如何交换2和1?

照沈兄说的,那么,35子棋是否和15子棋一样?是否该副玩具属于错装的?反正我是一时玩不转,只好把它重装了。拆装要点:

其纵横轨道是由一块块正方形架空小底版隔出来的,中心的几块小底板是活的;每个圆形编号棋子的下面有小弹子和小弹簧,别弄丢了。装入时我是用一纸条吊托住弹子、弹簧,装好后再抽去纸条。

bqoJtc5H.jpg


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作者: 阳光    时间: 2006-12-30 13:51:10

上次说的不对,根据图片情况,这次肯定没问题!

这次自己检验了一下,应该排成这样,空格还是留在右下角,不过数字要竖着排:

     第一列   第二列   第三列   第四列   第五列   第六列

        1        7       13       19       25       31

        2        8       14       20       26       32

        3        9       15       21       27       33

        4       10       16       22       28       34

        5       11       17       23       29       35

        6       12       18       24       30

 

   还有就是如果要求必须横着排,从右向左排就可以了:

       6   5   4   3   2   1

      12  11  10   9   8   7

      18  17  16  15  14  13

      24  23  22  21  20  19

      30  29  28  27  26  25

          35  34  33  32  31

      

[em01]
作者: 乌木    时间: 2006-12-30 16:18:03

啊,你5楼的两种排法毫无区别,它这副棋子是正方形的,整体旋转90°就是5楼的两个图案。

这副35子棋的说明书有6道题:除了您5楼图案外,还有:

 1  2  3  4  5  6
 7  8  9 10 11 12
13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35      常规排列。

 1  2  3  4  5  6
12 11 10  9  8  7
13 14 15 16 17 18
24 23 22 21 20 19
25 26 27 28 29 30
   35 34 33 32 31   来回排列。

还有斜着依次排列,外向内回纹排列和内向外回纹排列。

我1楼的问题是,常规排列遇到最后35和34不对,可以交换吗?看了沈兄的提示,看来不行的,对吗?


作者: yzsjw0    时间: 2006-12-30 18:38:01

阳光兄三楼说的没有错,也是数学家得出的结论。把空格留在左上方实际上是偶数排列。

把空格留在左上方,第一行      1, 2, 3, 4, 5

                  第二行  6, 7, 8, 9,10,11

                 

                 第六行 30,31,32,33,35,34

可排成

1  2  3  4  5  6
……………
……………
……………
……………
31 32 33 34 35 X 

1楼可排成

 x 1  2  3  4  5  

6 7  8  9 10 11

12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23

2425 26 27 28 29

3031 32 33 34 35    

类似玩具最简单的是“八仙过海”,原理是一样的.

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作者: 乌木    时间: 2006-12-30 20:32:26

不对吧,阳光兄3楼说的图案整体180旋转后,再依次把1当35,2当34,……34当2,35当1。和6楼的常规排列一样嘛(见下面示意图)。我的意思是,3楼的排法没解答1楼的问题。难道1楼的情况打乱后重新排成3楼的方式(空格留于左上方)就有解了?如果说1楼的棋子属于错装,如此错装的棋子按照3楼排法就不错装了?如果真的这样,那倒是我没想到的。奥妙何在?

比如:
X  1  2  3  4  5
……………
……………
……………
……………
30 31 32 33 34 35     3楼排法

180°旋转并依倒序改编号后:
1  2  3  4  5  6
……………
……………
……………
……………
31 32 33 34 35 X      常规排法

[此贴子已经被作者于2006-12-30 20:43:51编辑过]


作者: 阳光    时间: 2006-12-31 03:03:30

本人在此声明:5楼的言论是错的

              3楼的言论是对的

              5楼的方法适用于奇数阶

              3楼的方法适用于偶数阶

              1楼的情况当属于偶数阶

              楼主不妨试一下3楼的方法,把空格设在原空格的对角线另一边,一定可以使35个数字按顺序排列,34,35也会回到正确位置,34在前,35在后,1到35都是常规的左到右递增。

还有,四楼的疑问可以回答

     四楼问该如何交换 2和1,之所以会出现这个问题,那时因为您仍把空格留在图片的右下角,这么做无论怎么排都会有两个数字是颠倒的,在一楼的图片中,如果空格留在图片的左上方,1和2  自然会更正过来。(当然我说的右下角只是相对一楼的图片而言,棋盘旋转180度的话就是左上角。) 这时你再把1当成35,2当成34等,最后还是3楼的情况。 

 现在回答8楼的疑问

奥妙何在,奥妙就在于

  一楼的空格相对于图片来说是 图片中的右下角

而8楼所描绘的:

180°旋转并依倒序改编号后:
1  2  3  4  5  6
……………
……………
……………
……………
31 32 33 34 35 X      常规排法
这其中的空格相对于图片来说其实是图片中的左上角,只不过被您旋转了180度才会在右下角,但相对于图片来说它仍是图片的左上角。

  把空格留在图片的右下角和把空格留在图片的左上角

这是图片的两种不同情况,会得到两种不同的结果,前者会使34,35颠倒,后者却不会,

不小心把两种情况和结果混为一谈自然会 产生矛盾。

你不能用一个颠倒图片和一个没颠倒的图片比较,把最后那个图 旋转的180度 旋回来,空格 便 变回左上角,这时移动棋子把左上角堵上,右下角空出来,从大到小排列,排列完后,会发现1与2颠倒了,1在前而2在后。然后再依倒序改编 回来,不就是一楼的图片么,34与35颠倒了.

其实着两个图形并不矛盾,因为一个是正的,一个是倒的.

总结一下

(1)棋盘(即一楼图片)不旋转,解的情况是

X  1  2  3  4  5
……………
……………
……………
……………
30 31 32 33 34 35

(2)棋盘(即一楼图片)旋转180度,解的情况是

1  2  3  4  5  6
……………
……………
……………
……………
31 32 33 34 35 X  

我们可以发现(1)和(2)中的空格其实是同一个位置,所以只有把空格留在这固定的位置上才会有解,所以严格的说来,解其实只有一个,是唯一的.

呵呵,不知各位是否同意我的总结.


作者: 乌木    时间: 2006-12-31 11:31:50

果然如阳光兄和沈兄所说。

我为了使1楼中交换35和34,不得不采用重装手段,打乱再排就成功了(第一行1~6,……第六行31~35,右下角空,算是常规态A吧)。看了阳光兄的话,不相信,就实践一下--不再重装,把A态打乱,排列结果为:左上角空,第一行为X21345,……第六行为30~35。这也是证明阳光兄的说法。

可见,同样一副棋子,排列花样不同,有的成功,有的不成功(如果这仅仅交换两个子是不可能的话)。


1  2  3  4  5  6
…………
…………
…………
…………
31 32 33 34 35 X  

可以转变为:
2  1  3  4   5
…………
…………
…………
…………

30 31 32 33 34 35   或者任意别的一对邻子错换位置。

也就是说,买到一副这种棋子,其“常规态”或许是左上角应空,或许是右下角应空。两者不相容。

原来是,不能仅仅看结果(什么180°、倒序重新编号等等),而与排列过程有关。具体的我也说不清,只是感到像发现新大陆似的。实在奥妙啊!谢谢两位!

[此贴子已经被作者于2006-12-31 11:50:46编辑过]


作者: 乌木    时间: 2007-1-1 12:42:07

那说明书好像有误。

它的常规态是:
1…………6
7…………12
……………
……………
25………30
31……35 X

但说明书中有一题:
1  2  3  4  5  6
20 21 22 23 24 7
19 32 33 34 25 8
18 31 X  35 26 9
17 20 29 28 27 10
16 15 14 13 12 11   经试做,排不出(应该是另一种常规态能排出)。

只能排出如下的回纹花样:
6  5  4  3  2  1
7  24 23 22 21 20
8  25 34 33 32 19
9  26 35 X  31 18
10 27 28 29 30 17
11 12 13 14 15 16


作者: 乌木    时间: 2007-1-2 11:29:00

类似地,说明书中的
1   2  4  7 11 16
3   5  8 12 17 22
6   9 13 18 23 27
10 14 19 24 28 31
15 20 25 29 32 34
21 26 30 33 35  X    排不出,

但能排出下面的:
1   3  6 10 15 21
2   5  9 14 20 26
4   8 13 19 25 30
7  12 18 24 29 33
11 17 23 28 32 35
16 22 27 31 34  X


作者: 乌木    时间: 2007-1-2 21:34:18

那说明书中6道题有三道属于一种“常规态”可以排出的,另三道题属于另一种“常规态”可排出的。对于11楼给出的常规态,下面的排不出,要改为再下面的花样才可得:
1  7  13 19 25 31
2  8  14 20 26 32
3  9  15 21 27 33
4 10  16 22 28 34
5 11  17 23 29 35
6 12  18 24 30  X  排不出

下面的行:
X  6  12 18 24 30
1  7  13 19 25 31
2  8  14 20 26 32
3  9  15 21 27 33
4 10  16 22 28 34
5 11  17 23 29 35


作者: kexin_xiao    时间: 2008-5-1 18:12:44

排列组合问题,纯数学问题了
作者: 乌木    时间: 2008-5-2 00:08:32

<P>
原帖由 <I>kexin_xiao</I> 于 2008-5-1 18:12 发表 <A href="http://bbs.mf8-china.com/redirect.php?goto=findpost&amp;pid=124146&amp;ptid=3206" target=_blank><IMG alt="" src="http://bbs.mf8-china.com/images/common/back.gif" border=0></A> 排列组合问题,纯数学问题了
</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>是数学问题,但好像不是排列组合问题。大概和19世纪风靡世界的“15子棋”一样的吧?</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>数学家证明,下面的排列要把14、15的位置更正过来是不可能的:(有一个空格,只能移动棋子。)</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;2&nbsp; &nbsp; 3&nbsp;&nbsp; &nbsp;4</P>
<P>5&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;6&nbsp;&nbsp;&nbsp; 7&nbsp;&nbsp; &nbsp;8</P>
<P>9&nbsp;&nbsp;&nbsp; 10&nbsp; 11&nbsp; 12</P>
<P>13&nbsp; 15&nbsp; 14</P>

[ 本帖最后由 乌木 于 2008-5-2 00:19 编辑 ]
作者: 乌木    时间: 2008-5-4 01:08:28

<P>15楼的状态可以另行排序,排法不是最好的,只求排好交差。移动路线不管闭合不闭合,必须含有一个空格,否则动不起来,和魔方的块的循环不一样。</P>
<P>&nbsp;</P>
<P> 15子棋一例.GIF </P>
<P>&nbsp;</P>

[ 本帖最后由 乌木 于 2008-5-4 09:55 编辑 ]

附件: 15子棋一例.GIF (2008-5-4 01:08:28, 35.26 KB) / 下载次数 35
http://bbs.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTYxNDd8OWNmMWYxYjV8MTczMjkwNTM5NnwwfDA%3D
作者: robester    时间: 2008-5-4 01:41:12

<P>楼主的是六阶的,所以我不知道34和35是不是可以互换,不过三五等奇数阶只换最后面两个是无解的。</P>
<P>下面介绍一个证明奇数阶无解的简单方法</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>需要知道的基础知识是:高中时学过的奇排列,偶排列的定义,以及其性质:相邻两个数的交换改变了序列奇偶性</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>证明过程是:</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>我们把所有数字按先行后列的顺序全部排成长长的一行,称之为整个序列</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>游戏中的空格的动作有两种,左右移动和上下移动,左右移动明显不改变整个序列的奇偶性,上下移动相当于进行了偶数次相邻数交换(比如五阶空格的上下移动相当于进行了四次相邻数交换),所以整个序列的奇偶性进行了偶数次改变,相当于没变,即在正确游戏的过程中整个序列的奇偶性是不变的</P>
<P>&nbsp;</P>
<P>而只交换最后面两个数改变了整个序列的奇偶性,所以只交换最后面两个是无解的</P>

[ 本帖最后由 robester 于 2008-5-4 01:42 编辑 ]




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