Коя е най-голямата цифра в тази редица?

Редицата „Погледни и кажи" и константата на Конуей | Д-р Атанас Илчев
📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити 📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити
★ Интересно от математиката

Редицата „Погледни и кажи" —
загадката от интервюта, която не е това, което изглежда

1, 11, 21, 1211, ... Каква е следващата стойност? И коя е най-голямата цифра, която може да се появи — независимо колко далеч продължим? Отговорът е изненадващ и по-дълбок, отколкото изглежда.

Д-р Атанас Илчев Поредица: Интересно от математиката
Редица от числа — погледни и кажи

Тази задача се среща постоянно в тестовете за интелигентност и в техническите интервюта — и не случайно. Тя изглежда като проста числова редица, но правилото зад нея не е алгебрично в обичайния смисъл. За да я решите, трябва да смените начина, по който гледате на числата.

Опитайте се сами, преди да четете нататък.

1   11   21   1211   ?
Каква е следващата стойност? И коя е най-голямата цифра, която някога ще се появи?

Решението

Правилото не е аритметично — то е описателно. Всеки следващ член се получава, като се „прочете на глас" предишният: описва се колко пъти поред се повтаря всяка цифра. Оттам и името: „Погледни и кажи" (на английски: Look-and-Say).

1
Започваме с 1. Виждаме „едно 1" → следващият член е 11.
2
Четем 11 като „две 1" → следващият член е 21.
3
Четем 21 като „едно 2, едно 1" → следващият член е 1211.
4
Четем 1211 като „едно 1, едно 2, две 1" → следващият член е 111221.
5
Четем 111221 като „три 1, две 2, едно 1" → 312211.
6
Четем 312211 като „едно 3, едно 1, две 2, две 1" → 13112221.

Редицата расте бързо — членовете стават все по-дълги, но правилото остава същото.

Каква е най-голямата цифра?

Най-голямата цифра в редицата

Тук идва по-интересният въпрос. На пръв поглед изглежда, че с нарастването на редицата ще се появяват все по-нови и по-големи цифри. Всъщност не е така — най-голямата цифра, която някога може да се появи, е 3.

Ето защо. Цифрите в редицата не представляват стойности, а брой повторения на дадена цифра в предишния член. Нека допуснем, че в някакъв момент се появи цифрата 4. Тя би означавала, че в предишния член са стояли четири поредни еднакви цифри — например „1111". Но „1111" никога не може да се получи при прилагане на правилото: „11" се чете като „две 1" (т.е. „21"), а не като „едно 1, едно 1". Четири поредни еднакви цифри биха изисквали предишен член от вида „22", но „22" се чете като „две 2" (т.е. „22" → „22"), а не генерира четворка. Същият аргумент важи и за „2222" и „3333".

Накратко: правилото „погледни и кажи" никога не може да породи четири поредни еднакви цифри, независимо от кой член тръгнем. Следователно в редицата ще се срещат само 1, 2 и 3 — и нищо повече.

Джон Конуей и математическата дълбочина

Джон Конуей — редицата погледни и кажи

Редицата е въведена — поне за западната математика — от Джон Хортън Конуей, британски математик, известен с Играта на живота, теорията на числата и множество оригинални приноси в различни области. Историята разказва, че я разгледал за първи път на едно парти в началото на 80-те, когато студент му я задал като пъзел. Конуей, впечатлен от скритата структура зад привидно невинната задача, се заловил да я изследва задълбочено.

Резултатите са изненадващи. На пръв поглед редицата изглежда хаотична — числата стават все по-дълги и по-сложни. Но Конуей открива, че тя притежава строга вътрешна организация.

ⓘ Константата на Конуей
С нарастването на членовете на редицата отношението между дължината на всеки следващ и предишен член клони към определена граница — константата на Конуей, приблизително 1,303577... Тя е корен на специален полином от степен 71, открит от Конуей. Това означава, че дължината на членовете расте приблизително 1,3 пъти при всяка стъпка — бавно, но неотклонно.
92-та атома на Конуей. При дългосрочното развитие на редицата се оказва, че тя се разпада на 92 независими „градивни блока" — Конуей ги нарекъл атоми, тъй като точно толкова са и природните химични елементи. Всеки член на редицата, достатъчно далеч от началото, може да се представи като наредба от тези 92 атома, всеки от които се развива независимо от останалите. Структурата наподобява периодична таблица — ред от числа с правило и хаотичен вид, но с дълбока вътрешна закономерност.

Редицата „Погледни и кажи" е добър пример за нещо, което математиката обича да демонстрира: привидно прост обект, дефиниран с едно изречение, може да крие изненадваща дълбочина. Правилото е елементарно. Последиците — далеч по-богати.

Редица „Погледни и кажи" Джон Конуей Константа на Конуей Числови редици Математически загадки Разпознаване на модели
Следваща статия от поредицата
Интересни факти от историята на математиката

Запишете урок

Индивидуални и групови онлайн уроци по математика за цялата страна

🎓 Подготовка за изпити
  • НВО по математика след 7 клас
  • НВО по математика след 10 клас
  • Кандидатстудентски изпити по математика
  • Прием в университети в чужбина (ISEE, SAT, A-Level)
📚 Текущо обучение и студенти
  • Усвояване на текущия учебен материал (всички класове)
  • Студенти: Мат. анализ, Линейна алгебра, Аналитична геометрия, Диф. уравнения, Теория на вероятностите, Статистика и др.

Харесва ли ви съдържанието?

Ако тази статия ви е харесала, можете да подкрепите създаването на нови безплатни материали.

📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити 📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити

Коментари

Популярни публикации от този блог

Множества. Основни понятия - обединение, сечение, разлика и допълнение на множества

Триъгълник. Сбор на ъгли в триъгълник. Външен ъгъл на триъгълник 7 клас

Ъгли получени при пресичането на две прави с трета. Теореми признаци, за успоредност на две прави 7 клас