Генри Дьюдени - 200 знаменитых головоломок мира

• Название: 200 знаменитых головоломок мира
• Автор: Генри Дьюдени
• Издательство: ООО "Фирма "Издательство ACT"
• Жанр: Математика
• Год: 1999
• ISBN: 5-237-02035-6

Сборник, принадлежащий перу одного из основоположников занимательной математики Генри Э. Дьюдени, содержит увлекательные задачи на темы «Кентерберийских рассказов» Д. Чосера, а также всевозможные логические, арифметические, геометрические и алгебраические головоломки.

Книга несомненно доставит большое удовольствие всем любителям этого жанра.

---

161. Святой Георгий и дракон. Вот небольшая головоломка на уменьшенной шахматной доске из 49 клеток: святой Георгий хочет поразить дракона. Как известно, уничтожение драконов было его обычным времяпрепровождением, а поскольку он делал это верхом на коне, то, естественно, ему хотелось бы добиться своего, сделав серию ходов конем. Можете ли вы показать, как, начиная с центральной клетки, он сумеет посетить каждую клетку только один раз, проделав непрерывную цепочку ходов конем, в конце которой, на своем последнем ходу, он доберется до дракона? Разумеется, перед ним большое разнообразие путей, так что попытайтесь найти тот, который выглядел бы покрасивее, когда вы отметите каждый ход прямой линией, идущей из одной клетки в другую.

162. Пшеничные поля фермера Лоуренса. Одним из самых красивых мест, куда можно летом прогуляться из Лондона, является часть Бекингемшира, известная как Шахматная долина. Правда, с тех пор как ее обнаружил один спекулянт земельными участками, там многое изменилось. В начале нашего века жил в тех краях неподалеку от Лейтимерса богатый, но эксцентричный фермер по имени Лоуренс. У него была любопытная странность; он полагал, будто каждому, кто живет близ берегов Шахматной реки, следует познакомиться с благородной игрой того же названия. Дабы укрепить эту мысль в сознании соседей и домочадцев, фермер порой прибегал к довольно странной терминологии. Например, когда овца приносила ягненка, он говорил что она «провела пешку в ферзи»; когда он ставил новый амбар у дороги, то говорил, что «делает малую рокировку», а когда он посылал человека с ружьем прогнать соседних птиц со своих полей, то называл это «атакой ладей противника». Соседей забавляли эти небольшие шутки фермера, и только один мальчишка (деревенский шут), которому этот пожилой джентльмен однажды надрал уши за воровство «шахматных головоломок», позволил себе предположить, что старик выжил из ума.

Был год, когда Лоуренс засеял пшеницей и рожью большое квадратное поле, разделенное на 49 квадратных участков, как показано на рисунке. Причем сделал это так, что участки, соответствующие белым квадратам, были засеяны пшеницей, а черным — рожью. Когда подошло время уборки урожая, он распорядился, чтобы его люди начали с пшеницы на участке 1, а потом всякий раз убирали участок, до которого от последнего убранного участка можно добраться одним ходом коня. Кроме того, тринадцатым по счету следовало убрать участок 13, двадцать пятым — участок 25, тридцать седьмым — участок 37 и последним, сорок девятым, — участок 49. Это было слишком много для его поденщиков, и каждый день фермеру Лоуренсу приходилось самому идти в поле и показывать, какой именно участок следует убирать. Однако эта задача, вероятно, не затруднит моих читателей.

163. Головоломка с борзой. В этой головоломке речь идет о 20 конурах, которые отделены друг от друга низкой стенкой. Единственным их обитателем является борзая, которая живет в левом верхнем углу. Когда ее выпускают погулять, то на свободу она должна выбираться, не иначе как побывав в каждой конуре всего по одному разу и сделав серию ходов коня, чтобы выскочить в правом нижнем углу, где находится выход. Линиями на рисунке показано одно из решений. Головоломка состоит в том, чтобы определить, сколькими различными путями борзая может выбраться из своей конуры наружу.

164. Четыре кенгуру. Сначала я хочу пояснить, что рисунок изображает 64 загона, отделенных друг от друга изгородями, которые находятся где-то в Австралии. Я, конечно, далек от того, чтобы утверждать, будто наши родичи «с той половины» всегда разгораживают свои земли столь методичным образом. Можно заметить, что на каждом угловом участке сидит по кенгуру. Я не могу вам объяснить, почему кенгуру имеют пристрастие именно к угловым участкам, но по поводу того, что они всегда прыгают ходом коня, с уверенностью берусь утверждать, что «ход коня» был бы непременно «ходом кенгуру», если бы шахматы не были изобретены задолго до кенгуру.

Так вот головоломка состоит в следующем. Однажды утром каждый кенгуру отправился на прогулку и, сделав 16 последовательных ходов коня, посетил ровно 15 различных загонов и вернулся в свой угол. Ни один загон не посещался более чем одним кенгуру. На рисунке показано, как им удалось это сделать. Вам же нужно показать, каким образом они могли бы добиться своей цели, чтобы при этом ни один кенгуру не пересек центральной горизонтальной прямой, разбивающей квадрат на две равных части.

165. Доска, разбитая на отсеки. Нельзя разбить обычную шахматную доску на 4 равных квадратных отсека и описать конем полное турне или даже только путь в каждом из них. Однако, разделив доску на 4 части, как это показано на рисунке (две части по 12 клеток, а две другие — по 20), можно получить интересную головоломку. Вам предлагается проделать полное турне на этой доске, начав с любой клетки, но переходя из одного отсека в другой не прежде, чем посетив все клетки данного отсека и сделав последний ход конем в исходную клетку. Это сделать нетрудно, но головоломка окажется весьма занимательной и небесполезной.

Возможно ли турне или полный путь коня на прямоугольной доске заданных размеров, зависит не только от размеров доски, но и от ее формы. Турне, очевидно, невозможно на доске, содержащей нечетное число ячеек, такой, как 5×5 или 7×7, и вот почему. Каждый последовательный скачок коня должен совершаться с белой клетки на черную и с черной на белую поочередно. Но если число клеток, или ячеек, нечетно, то число клеток одного цвета на 1 больше числа клеток другого цвета. Следовательно, путь должен начинаться с клетки того цвета, которого больше, и заканчиваться тем же цветом, а поскольку ход конем между клетками одинакового цвета невозможен, то путь не может быть возвратным. Однако правильное турне можно совершить на прямоугольной доске любых размеров, содержащей четное число клеток, если число клеток на одной ее стороне не меньше 6, а на другой — не меньше 5. Другими словами, наименьшей прямоугольной доской, на которой возможно турне, будет доска 6×5.

Полный путь коня (не возвратный) по всем клеткам доски невозможен на доске, у которой размер одной из сторон равен всего лишь 2 клеткам, а также на квадратной доске меньше 5×5. Так что на доске 4×4 мы не сможем совершить конем ни турне, ни даже полного пути; одну клетку придется оставить непосещенной. И все же на доске 4×3, содержащей на 4 клетки меньше, полный путь удается совершить 16 различными способами. Читатель, быть может, захочет отыскать их сам. Каждый путь, начинающийся или заканчивающийся на других клетках, здесь считается другим решением, так же как и путь, получающийся с помощью поворота.

166. Турне четырех коней. Я повторяю, что если разбить шахматную доску на 4 равных части, как показано на рисунке жирными линиями, то на одной из частей невозможно осуществить турне коня. На рисунке вы видите лучшую из попыток такого турне, при которой конь дважды вынужден выйти за пределы своего участка. Попробуйте разбить доску на 4 части одинаковых размеров и формы так, чтобы на каждой из них оказалось возможным осуществить турне коня. Разрезы вдоль пунктирных линий не подходят, ибо тогда 4 центральные клетки оказались бы отделены либо просто висели бы на ниточке.

167. Кубическое турне коня. Несколько лет назад я где-то прочитал, что Абни Вандермонд, известный математик, который родился в 1736 г., а умер в 1793 г., большое внимание уделял турне коня. Я не уверен относительно точных результатов его исследований, но один момент привлек мое внимание: он поставил вопрос о турне коня на шести гранях куба, каждая из которых представляет собой шахматную доску. Нашел ли он решение или нет, я не знаю, но я нигде не встречал опубликованного решения, а поэтому сразу же сел за изучение этой интересной задачи. Может быть, читатель захочет ею заняться?

168. Четыре лягушки. На рисунке показано восемь грибков, на 1-м и 3-м из них сидят белые лягушки, а на 6-м и 8-й — черные. Головоломка состоит в том, чтобы, передвигая за один раз по одной лягушке в любом порядке вдоль прямых линий от одного грибка до другого, поменять лягушек местами, то есть черные лягушки должны занять грибки 1 и 3, а белые — 6 и 8. Воспользовавшись четырьмя шашками и приведенной схемой, вы найдете эту задачу совсем простой, но несколько труднее будет сделать это за 7 перемещений, где любое число последовательных ходов одной лягушки считается одним перемещением. Разумеется, на одном грибке одновременно может сидеть лишь одна лягушка.

169. Головоломка мандарина. Следующая головоломка обладает особой пикантностью, так как ее правильное решение позволило одному молодому китайцу добиться руки своей возлюбленной. Хи-Чум-Чоп был богатейшим мандарином во всей округе на сотню миль от Пекина, не счесть было числа поклонников его прекрасной дочери Пики-Бо. Самым пылким из них оказался Винки-Хи. Когда он попросил у старого мандарина руки его дочери, тот предложил ему головоломку, пообещав свое согласие, если юноша принесет ему правильный ответ в течение недели. Вин-ки-Хи, следуя обычаю, принятому среди некоторых любителей головоломок и до сего дня, предложил головоломку всем своим друзьям, а затем, сравнив решения, лучшее выдал за собственное. Мандарин выполнил свое обещание. Для свадебного пира был заколот откормленный щенок, и когда Хи-Чум-Чоп передал Винки-Хи, согласно китайскому обычаю, кусок печенки, то гости расценили это как пожелание вечного благополучия.