Ciência de Garagem

Um blog sobre ciência em geral e matemática em particular

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terça-feira, janeiro 16, 2018

Divisibilidade-Sudoku

Por David Nacin

Preencha as células de modo que cada linha, coluna e caixa gradeada três-por-três contenha, exatamente e sem repetições, os números de 1 até 9. Uma linha pontilhada aparece na fronteira entre duas células se, e somente se, o número escolhido numa célula dividir sem resto o número da outra célula. Abaixo, temos uma caixa gradeada de amostra, com essa situação.


Abaixo, temos um quebra-cabeça fácil para você começar a brincar.


Uma vez que você já esteja aquecido com o jogo, tente resolver o quebra-cabeça a seguir. Divirta-se!


Sobre o autor: David Nacin é um professor na Universidade William Paterson. Este quebra-cabeça saiu na revista MAA Focus, edição de Out-2017/Nov-2017. Há outro quebra-cabeça baseado em sudoku de sua autoria divulgado neste blog. Clique aqui para conhecer.

Boas cercas

Por Craig S. Kaplan

No gradeado abaixo, construa "uma boa cerca" ao redor do pentaminó-L hachurado. Você deve contornar a figura com cópias dela mesma, onde cada cópia tenha ao menos um ponto em comum com a original. As cópias podem ser rotacionadas, refletidas, ou ambas, e elas não podem sobrepor-se umas às outras, exceto coadunadas* em suas fronteiras. Qual é o número máximo de cópias que podem ser dispostas deste modo, todas tocando o pentaminó original? Como este quebra-cabeça pode ser apagado e redesenhado inúmeras vezes, imprima mais de uma cópia do gradeado, se necessário.


Abaixo temos uma variação do quebra-cabeças, agora com um gradeado hexagonal. Como na proposta anterior, você deve cercar a figura com cópias dela mesma; nesta estrutura hexagonal, cada figura compartilhará uma borda com a original. Estas cópias podem ser rotacionadas, e não podem sobrepor-se umas às outras, exceto coadunadas* em suas fronteiras. Além disso, o arranjo final das figuras não pode deixar uma célula vazia completamente cercada. Para aquecer, cerque esta figura com 4 de suas cópias. Depois, veja se consegue cercar a figura original com 9 de suas cópias, que é o máximo possível para este formato de figura. Imprima o gradeado quantas vezes forem necessárias para que alcance a resposta do quebra-cabeça.


*Coadunar: juntar, incorporar, reunir, para a formação de um todo (Fonte: Dicionário Aurélio).

Sobre o autor: Craig S. Kaplan é um professor da Universidade de Waterloo, Ontario, Canada. O quebra-cabeça com pentaminó saiu na revista MAA Focus, na edição de Jun-2016/Jul-2016. E o quebra-cabeça com a figura hexagonal saiu na edição de Ago-2017/Set-2017 da mesma revista.

Média-sudoku

Por David Nacin

Preencha as células de modo que cada linha, coluna e caixa gradeada três-por-três contenha, exatamente e sem repetições, cada um dos números de 1 até 9. Um quadrado indica que a média dos números contidos entre duas células adjacentes é igual a 5. Um trapézio com a base maior virada para cima indica que a média é maior que 5, e um trapézio com a base maior virada para baixo indica que a média é menor que 5.


Sobre o autor: David Nacin é um professor associado na Universidade William Paterson em Nova Jersey. Este artigo saiu na revista MAA Focus, na edição de Abr - 2017/Mai - 2017.


Solução do Média-sudoku: Da esquerda para a direita, de cima para baixo, o valor de cada célula (para cada uma das caixas gradeadas três-por-três) que fornece o correto preenchimento deste quebra-cabeça está indicado abaixo.

7-5-4-2-9-8-3-6-1
1-3-6-4-5-7-8-9-2
8-2-9-3-6-1-4-5-7
5-9-1-7-2-3-6-4-8
4-8-2-9-1-6-7-3-5
3-6-7-8-4-5-2-1-9
9-4-8-1-3-2-5-7-6
2-1-5-6-7-4-9-8-3
6-7-3-5-8-9-1-2-4

Barra-Sudoku

Por Lai Van Du Thinh

Posicione uma barra vertical (|), duas barras (||) ou três barras (|||) em cada uma das células vazias do tabuleiro, de modo que o número contido em uma célula iguale-se à quantidade de barras verticais nas células que circundam esse número. Além disso, a soma de barras na horizontal, na vertical ou na diagonal do tabuleiro deve ser sempre igual a 10. Não pode haver barras verticais em nenhuma célula que já contenha um número.


Sobre o autor: Lai Van Du Thinh trabalha na Munigeni Studio Game, Nha Trang, Khanh Hoa, Vietnã. Este quebra-cabeça saiu na revista Mathematics Magazine, Volume 90, No. 1, Fev-2017.

Solução do barradoku: a solução deste quebra-cabeça está indicada na figura abaixo.


quarta-feira, setembro 30, 2015

Sudoku desnudo

Por Laura Taalman

Já se discutiu anteriormente sobre quebra-cabeças sudoku com um mínimo de dicas. Em 2011-2012, Gary McGuire utilizou 7 milhões de horas do tempo de supercomputação para provar por busca exaustiva que o menor número de dicas que um sudoku válido (solução única) deveria ter é 17. Para quebra-cabeças com pistas rotacionalmente simétricas, o menor número de dicas de um sudoku válido é considerado como sendo 18. Mas não estamos aqui para falar deles; hoje, daremos uma olhada nos quebra-cabeças sem nenhuma dica: o sudoku desnudo. Cada um destes quebra-cabeças veio do livro Naked Sudoku (Philip Riley/Laura Taalman), publicado pela Puzzle Wright Press. Você pode obter mais informações sobre a matemática por trás e relacionada a sudoku no livro Taking Sudoku Seriously, de Jason Rosenhouse/Laura Taalman e publicado pela Oxford University Press. Para saber mais sobre o trabalho de Gary McGuire acerca do problema do número mínimo de dicas, veja o "Sudoku Checker" no site dele. Para dar uma olhada em algumas matemáticas relativas a sudoku sendo investigadas sem computadores, tente o artigo de Elizabeth Arnold, Rebecca Field, Stephen Lucas e eu mesma, chamado: "Minimal Complete Shidoku Symmetry Groups" publicado no Journal of Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing (Novembro de 2013).

Quebra-cabeça 1: Sudoku-produto
Adicionando estruturas à própria grade do quebra-cabeça, pode-se fornecer informação suficiente para que não seja necessária nenhuma dica ao jogo. No sudoku-produto, as regras são as mesmas do sudoku regular (números de 1 a 9 em cada linha e coluna e blocos 3x3), mas além disso não há números repetidos em nenhuma região colorida, e os pequenos números posicionados no topo de cada região indicam qual deve ser o produto resultante dos números escolhidos para aquela região. Dica para começar: 5s e 7s são mais fáceis de poscionar na grade que outros números. Use os fatores de divisibilidade a seu favor.


Quebra-cabeça 2: Sudoku-maior-que
Neste quebra-cabeça mais uma vez damos importância efetiva à posição dos valores numéricos, mas adicionamos uma estrutura de uma maneira diferente: desta vez, indicando quais células são maiores ou menores que suas vizinhas. No sudoku-maior-que aplicam-se as regras usuais do sudoku, mas além disso os sinais de "maior que" indicam qual entre dois números vizinhos é o maior, e os símbolos triangulares "maior que" indicam que um número é mais de uma unidade maior que seu vizinho. Dicas para começar: as células rosas e azuis podem ajudá-lo a posicionar alguns 1s e 9s; a seguir, tente posicionar 2s e 8s e assim por diante.


Quebra-cabeça 3: Sudoku-divisão
Como se fosse um híbrido entre os dois quebra-cabeças anteriores, o sudoku-divisão usa símbolos para indicar quando uma célula é um divisor de seu vizinho, onde A ⊂ B siginfica que "A divide B". Algumas células também estão separadas por um sinal "maior que" para indicar que uma célula é maior que a outra. Uma pergunta de bônus: Este tipo de quebra-cabeça sempre precisará de, ao menos, um sinal "maior que". Porque isso?


Sobre a autora: Laura Taalman é editora da coluna Puzzle Page. Este artigo saiu na revista MAA Focus, na edição de Ago - 2015/Set - 2015.


Solução do Sudoku-produto: abaixo, temos a solução do primeiro quebra-cabeça proposto.


Solução do Sudoku-maior-que: abaixo, temos a solução do segundo quebra-cabeça proposto.


Solução do Sudoku-divisão: abaixo, temos a solução do terceiro quebra-cabeça proposto.