Рыцарский тур

Историческая глубина: Тур рыцаря - это математическая последовательность, в которой конь посещает каждую клетку на шахматной доске ровно один раз. Это одновременно и стратегический вызов, и классическая проблема в развлекательной математике.

 

Происхождение:

Эта проблема - далеко не современное открытие. Самые ранние известные решения датируются IX веком, их предоставили такие мастера из Багдада, как Аль-Адли и Ас-Сули. Более того, в индийской литературе IX века кашмирский поэт Рудрата продемонстрировал эту математическую эстетику в своем произведении "Кавьяланкара", где он сочинил поэму, повторяющую последовательность рыцарского похода.

 

Западная литература:

В XIII веке король Кастилии Альфонсо X описал сложные маневры, основанные на движении рыцаря, в своей знаменитой "Книге игр" (Libro de los Juegos). Однако современный математический фундамент этой проблемы был заложен в 1759 году Леонгардом Эйлером, чей анализ сегодня признан одним из краеугольных камней теории графов.

 

Характеристики:

Закрытый (повторный) тур: Если рыцарь финиширует на клетке, которая находится ровно на один ход от начальной клетки, это позволяет ему немедленно начать тур заново.

 

Открытый тур:

Если конь посещает все клетки, но заканчивается на клетке, с которой он не может добраться до начальной точки за один ход.

Проблема 8 королев: Дийкстра и рождение структурированного программирования

Поставленная Максом Беззелем в 1848 году и привлекшая внимание таких гениев, как Карл Фридрих Гаусс, эта проблема была превращена в “манифест программирования” в 1970-х годах одним из отцов современной информатики, Эдсгером В. Дейкстрой.

Связь между Дийкстрой и DFS

В своей основополагающей работе, Заметки о структурированном программировании (В 1972 году Дийкстра использовал задачу “8 королев”, чтобы продемонстрировать, как алгоритм может быть систематически построен с помощью процесса, который он назвал "пошаговым уточнением".”

  • DFS и Backtracking: Дийкстра определил метод размещения ферзей в ряд и спуска к следующему (Depth-First Search - DFS) и возвращения к предыдущему шагу, чтобы попробовать другую возможность при попадании в тупик (Backtracking), как чистейший пример структурированного программирования.

Сила обратного хода:

По мнению Дийкстры, этот подход представляет собой первую важную веху в совершенствовании процесса “проб и ошибок” в безупречную логическую последовательность, которую ко

Проблема пшеницы и шахматной доски: экспоненциальный рост

Легенда и происхождение:

Согласно этой истории, когда изобретатель шахмат Сисса бен Дахир представил игру королю Индии, тот спросил его, какую награду он хотел бы получить. Сисса высказал, казалось бы, скромную просьбу: “Я хочу получить одно пшеничное зерно за первую клетку шахматной доски, два - за вторую, четыре - за третью, а за каждую последующую клетку - вдвое больше предыдущей”. Король сначала отмахнулся от этой просьбы, решив, что это всего лишь “горстка пшеницы”; однако, когда начались подсчеты, стало ясно, что ни казны, ни всех запасов пшеницы в мире не хватит, чтобы выполнить это требование.

Историческая запись: Ибн Халликан (1256)

Первое известное письменное свидетельство об этой знаменитой истории было зафиксировано в 1256 году знаменитым биографом и историком Ибн Халликаном. Ибн Халликан включил это событие в свою работу не просто как рассказ, а как свидетельство того, как математика расширяет границы воображения.

Математическая реальность:

Этот запрос на 64 клетки на шахматной доске - чистейший пример геометрической прогрессии (экспоненциального роста). Сумма на каждой клетке рассчитывается по формуле 2n-1 . Уравнение, определяющее общее количество пшеницы, выглядит следующим образом:

 

S =


63

i=0

2i = 264 - 1

В результате этого расчета получается массивная цифра:

18,446,744,073,709,551,615

Почему это так важно?

  • Масштаб роста: Эта цифра примерно в 2 000 раз превышает нынешнее годовое производство пшеницы в мире. 

Стратегический урок: Эта проблема - древний урок мудрости, который учит лидеров и стратегов тому, как небольшие изменения (“удвоение”) могут со временем превратиться в неконтролируемую силу.