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Weitere Bemerkungen zu Bulgarisches Solitaire:
Bulgarisches Solitaire mit einer beliebigen Anzahl von Karten verhält sich ähnlich wie im
Fall der Dreieckszahlen. Hierbei gibt es jedoch zwei Unterschiede.
Auf der letzten Diagonalen mit Einsen im zyklischen Zustand können Nullen auftreten, die
nicht durch Einsen gefüllt werden können. Diese wandern beim Shift I über die Diagonale.
Damit ist der zyklische Zustand nicht mehr einfach-zyklisch.
Weiterhin kann es vorkommen, dass sich beispielsweise zwei Nullen auf letzten
Diagonalen
im
zyklischen
Zustand
befinden.
Diese
können
sich
je
nach
Ausgangskonfiguration nebeneinander oder versetzt befinden. Damit ist der zyklische
Zustand bei festem n nicht mehr eindeutig. Dieser hängt von der Startkonfiguration ab.
Weiterhin lässt sich leicht eine untere Grenze für den Worst-Case der Anzahl der Schritte
bis zum zyklischen Zustand für Dreieckszahlen angeben.
Sei É die Startverteilung der Karten mit É = ((k-1), (k-1), (k-2), (k-3),
, 3, 2, 1, 1). Auf
der gemischten Diagonalen befindet sich die Null also an erster Position, die Eins auf der
darüber liegenden Diagonalen befindet sich auf der letzten Position.
Zunächst benötigen wir (k-1) Schritte, um die Null auf die oberste Position der gemischten
Diagonalen zu bringen. Dadurch ist die Eins auf der darunter liegenden Diagonalen um
zwei Positionen nach unten gewandert ((k-1) Schritte und die um Eins längere Diagonale
sind hierfür verantwortlich).
Nun benötigen wir (k-2) x k Schritte, um die Null an Ihrer Position zu halten und die Eins
nach ganz Unten zu bringen.
Jetzt wird noch ein Spielschritt durchgeführt. Danach steht die Null links neben der Eins,
die Eins wird um eine Position zurückgeholt. Der zyklische Zustand ist erreicht.
Nun berechnen wir die Anzahl der benötigen Schritte:
(k-1) + (k-2) x k + 1 = k + (k-2) x k = (k-1) x k = k² - k.
Diesen Fall können wir für alle Dreieckszahlen konstruieren. Damit ist (k² - k) ein untere
Schranke für die Anzahl der Schritte bis zum zyklischen Zustand im WorstCase.
Literaturverzeichnis
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Bulgarisches Solitaire, Lemma und Beweise aus:
The Cyclings of Partitions and Compositions under Repeated Shifts,
J. R. Griggs, Chih-Chang Ho, Advances in Applied Mathematics, Vol.
21, No. 2, August 1998
http://www.visi.com/~dethier/aktivities/problem-solving/bulgarian-
solitaire.htm
http://www.math.okstate.edu
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Einführende Beispiele:
Material zu SMULLYAN'S Ball Game und den Graph der Hydra mit Ausnahme des
Beweises
Kapitel Bulgarian Solitaire and Other Seemingly Endless Tasks aus
"The Colossal Book of Mathematics: Classic Puzzles, Paradoxes, and
Problems", Martin Gardner, W. W. Norton & Company, 2001 (zu Beginn
des Seminars ausgeteilter Text)
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weitere Ideen und Anregungen:
Verschiedene Internetseiten, Suchbegriffe unter Google: Bulgarian,
solitaire, origin, Hydra, mathematic
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