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Número impar de Gatos?

Hace un par de días, un compañero en tono de broma que plantea un rompecabezas. En esencia, el puzzle de los estados que hay algunos gatos, cada gato en un rincón, y cada gato ve 3 gatos otros. El rompecabezas luego le pregunta cuántos gatos hay en total. La solución obvia es que no se $4$ gatos... sin Embargo, durante mucho tiempo he pensado que las extensiones del problema. He encontrado poliedros que permiten la $2n$ "los gatos", donde $n$ es un número entero, los "gatos" son los vértices, y los bordes de servir como "pasillos" a través de la cual los gatos pueden ver el uno al otro.

Naturalmente, esto me hizo curioso si el problema es posible con un número impar de vértices. Inmediatamente traté de atacar el problema y no se pudo resolver... yo incluso no ataque de forma restringida del problema, que requiere de un poliedro convexo con un número impar de vértices con cada vértice con 3 bordes conectados. Un ejemplo de un fracaso ejemplo sería el de una pirámide cuadrada (como uno de los vértices del ha $4$ bordes). Sin embargo, esta definición en realidad descuentos en el rompecabezas de la intención de la solución... Si es que uso mi "pasillo" de la interpretación del problema, a continuación, los "pasillos" entre los gatos en las esquinas opuestas forman una "X" en el centro de la plaza, la creación de un adicional de vértice con cuatro bordes conectados.

Al darse cuenta de lo mucho más difícil que había hecho el puzzle, me decidí por el caso restringido en dos dimensiones (que la intención de la solución radica en). Aunque suponemos que un número impar de "los gatos" es imposible, en tanto dos y tres dimensiones, pensé que sería más fácil para mostrar en dos dimensiones, especialmente para los cerrados, grafos planares. Sin embargo, me he quedado corto con una prueba aquí.

Me doy cuenta de que mi idioma es muy vago... me falta un decente introducción a la topología, y por lo tanto, mi idioma es incompleta. En caso de más detalles de ser necesario yo estaría encantado de elaborar. Sin embargo, creo que la forma más básica de mi pregunta es: ¿existe una generalización de la cat puzzle de números impares de los gatos en dos dimensiones? En tres dimensiones? Suponemos que esto es imposible.

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Ya Basha Puntos 130

Usted no puede tener un número impar de gatos, no a causa de la geometría, sino algo más fundamental: el lema del apretón de manos. Básicamente, si dos gatos viendo unos a otros es mutuo, a continuación, el número de gatos que ver un número impar de otros gatos debe ser par.

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Hagen von Eitzen Puntos 171160

Si asumimos que "puede ver" es simétrica (sin espejos unidireccionales, los gatos no impide girar la cabeza por consiguiente, etc.), a continuación, la situación se describe un gráfico con $n$ vértices (los gatos) y un número de $e$ de aristas, donde cada vértice tiene grado $3$. Por el hand-shaking lexema, es decir, contando con el vértice-borde-incidencias de dos maneras diferentes. nos encontramos con $3n=2e$, por lo tanto $n$ debe ser par.

4voto

HappyEngineer Puntos 111

Este es un caso especial del teorema de la teoría de grafos: Dado un grafo no dirigido a $G$ si $d(g)$ es el grado de cada nodo, a continuación, $\sum_{g\in G} d(g)=2E$ donde $E$ es el número de aristas en el grafo.

En este caso, usted tiene $d(g)=3$ para cada gato $g$, por lo que usted quisiera $3|G|=2E$, lo que significa que $|G|$, el número de gatos, debe ser par.

Básicamente, si $C$ es el número de gatos, a continuación, $3C$ cuenta la cada par de gatos que pueden ver cada una de las otras dos veces, por lo $3C$ debe ser, por lo $C$ debe ser par.

Esto también significa que si cada gato puede ver exactamente un número impar de los gatos, entonces el número total de los gatos debe ser par.

3voto

ZXX Puntos 3216

¿Y si no era un Triángulo de gatos. Cada gato es un vértice. Hay espejos entre los gatos, por lo que cada gato puede ver en sí mismo.

Demostración Gráfica

Resumen: En conclusión, puedo afirmar que es posible ver tres gatos en un triángulo de tres gatos si el uso de espejos.

3voto

Robin Saunders Puntos 176

Nadie le preguntó qué sucede si los gatos de ser capaz de ver cada uno de los demás no es mutuo: si la "visibilidad de la relación" no es simétrica. En ese caso, la relación corresponde a una dirigida grafo donde cada nodo tiene en grado 3. Desde cada borde de entrar en un determinado vértice también debe venir de algún vértice, la suma de los grados debe ser igual a la suma de los grados, y si el número de gatos es finito entonces se sigue que cada gato puede ser visto por un promedio de tres gatos. Pero aparte de eso, no hay restricciones, podría ser que todos los gatos pueden ver los mismos tres gatos (incluyendo los tres gatos de sí mismos, tal vez a través de los espejos).

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