九连环的解法,九连环的数学原理是什么?

2022-01-17 17:48:02 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要九连环是中国著名的古典智力游戏,距今至少已有800多年,在我国古籍中有关它的记载也很多见。对于解九连环,我想大多数玩过的人都对它的解环过程映像深刻,古人曾经总结出了三句口诀九连环的解法:1.一二一三一

九连环是中国著名的古典智力游戏,距今至少已有800多年,在我国古籍中有关它的记载也很多见。对于解九连环,我想大多数玩过的人都对它的解环过程映像深刻,古人曾经总结出了三句口诀九连环的解法:1.一二一三一二一2.钗头双连下第二3.独环在钗上后环本文将从九连环的基本操作规律中通过逆向归纳得到解法,并随之导出解环所需步骤数的递推关系式,得到了解下九连环的步数。在文末,举例简单地介绍了求解不同设定的九连环的步数问题。九连环的基本操作规律1.九个环中只有第一个环和第二个环既可单独套上或取下,也可同时上下。2.当前个环都解下而第个环在环柄时,第$n$个环才能上下,此时第个环不能上下()。3.上环过程是下环的逆。注:熟悉九连环的可跳过下面的解法分析。解法分析根据基本操作规律,要想解下全部的九个环,首先要做的要让第九个环解下,然后再依次解下所有环。类似于河内塔问题,要把全部n个盘挪位置,一定要让最后一个位于塔底的盘挪出来,在接着后续的步骤。而要解第九个环,根据上述规律2,操作状态为:解下前7个环,九号环解下,八号环在环柄。这时然后再解第八个环,即当前六个环都解下时,八号环解下;接着解第七个环……,直至1号环和2号环解下,完成九个环的环柄分离。上述是一个解九连环的分段目标,具体每一段的操作又有很大的重复性,我们可以通过逆向归纳得到每一阶段的操作过程。比如,解下九号环,要先解前七个环,则必须先解七号环,依次往下推:解下前5个环先解5号环解下前三个环解三号环,最后回到了开始时第一步:解下一号环。然后逆此方向就可以完成九号环下柄。同理,当完成九号环的下柄过程后,继续解八号环分两步:1.当九号环解下时,一至七环都已被解下,要解下八号环,要达到的状态是:七号环上,而前六个环解下。 这时,七号上需要六号上而一至五环都解下,依次往下推有,五号上 四号上三号上二号上(一号上);2.接着此时状态相当于九号环被解下,而一至八环在环柄上。所以需要先解下八号环,仍然可以通过逆推来完成八号环的下柄,不再多言。依次类推,解下所有环。从上述较为详细而啰嗦的文字分析可以知道,粗略地说,在解九连环的过程中,每解下一个环,就得重复一遍之前所做的大部分工作。显然,解环的过程是蕴含递推关系的,下面来推导解环所需步骤数的递推公式。递推公式和通项公式令表示解下前n个环所需操作步骤数,将解下n个环的过程表述如下:1. 解下前n-2个环2. 解下第n号环3. 前n-2个环重新上柄4. 解下前n-1个环所以,H(n)的递推关系为:可化为常系数齐次递推公式:利用初始条件:,易解得通项公式为:(n为奇数)(n为偶数)这样的话,解下九连环的步骤数为:H(9)=256解特殊状态的九连环玩九连环时,一般是以九个环都在环柄上作为初始状态开始解的,已经知道了这样的情况需要256步。如果要求初始状态是1至8号环都已经解下,只有九号环在环柄上,此时取下所有环需要多少步?来解一下:根据九连环的规律,必须先要九号环解下,所以让已经解下的一至八环再套上去,这样就回到了“正常”状态的九连环。所以这样的情况一共需要:H(8)+H(9)=383 步。类似地,还可以随便指定合理的初始状态去求解。本文属于个人原创文章,欢迎各位读者参阅、指正^_^

九连环的解法,九连环的数学原理是什么?插图

九连环回形连环扣解法图?

解开九连环共需要256步,只要上或下一个环,就算一步,九连环的每个环互相制约,只有第一环能够自由上下。要想下/上第n个环,就必须满足两个条件(第一个环除外)。

一、第n-1个环在架上;

二、第n-1个环前面的环全部不在架上。玩九连环就是要努力满足上面的两个条件。解下九连环本质上要从后面的环开始下,而先下前面的环,是为了下后面的环,前面的环还要装上,不算是真正地取下来。

我们先从最简单的一连环开始。解一连环需要1步:一下。解二连环需要1步:一、二下。那解三连环呢?需要4步:一下,三下,一上,一、二下。

也就是解一个连环,再把最后一个环解下,再上一个一环,再解一个二连环。那解一个四连环,需要7步:一、二下,四下,一、二上,一下,三下,一上,一、二下。也就是解一个二连环,再解最后一个环,再上一个二连环,再解一个三连环。

也就是说,解N连环,就是先解一个N-2连环,再解最后一个环,再上N-2连环,再解N-1连环。

解一连环需要1步,解二连环需要1步,由此可知,解三连环需要4步,解四连环需要7步,解五连环需要16步,解六连环需要31步,解七连环需要64步,解八需要127步,解九连环需要256步,解十连环需要682步……以后的类推。

九连环解法?九连环有几种解法?

正确的网站应该是:

/jiulianhuan/zhang1-yi4/jiulianhuan1.php

实际上,解下或套上n连环所需步数可用CM公式算出: f(n)=[2^(n+1)-0.5*(-1)^n-1.5]/3。

九连环的确环环相扣,趣味无穷。在第一次玩时,需要分析与综合相结合,不断进行思考和推理。复杂的玩法需要耐心和在困难面前不急躁的作风,切不可心浮气躁,使用暴力。玩九连环的次数多了,就会越来越熟练,也会对玩法有更加深刻的理解,能更好地体会其中的内在 思想。

九连环的各种玩法很多,但都是思维方法的不同,其过程是一样的。如果通过自己独立 思考解开九连环,就会形成一套最适合自己的思维方法。九连环如此的有趣,它的爱好者一定大有人在。像九连环和孔明锁这类智力玩具,是我国劳动人民智慧的结晶。我们应该为弘扬传统文化做出贡献,让九连环永远流传。希望更多的人知道和喜欢九连环,能玩好它并体会到其中的内在思想。

* 玩法 :解开九连环共需要三百四十一步,只要上或下一个环,就算一步,不是在框架上滑动。希望大家能够通过独立思考,解决这个问题。九连环的解下和套上是一对逆过程。

九连环的每个环互相制约,只有第一环能够自由上下。要想下/上第n个环,就必须满足两个条件(第一个环除外):

一、第n-1个环在架上;

二、第n-1个环前面的环全部不在架上。

玩九连环就是要努力满足上面的两个条件。解下九连环本质上要从后面的环开始下,而先下前面的环,是为了下后面的环,前面的环还要装上,不算是真正地取下来。

要想下第九环,必须满足以下两个条件:第八环在架上;而第一~七环全部不在架上。 在初始状态,前者是满足的,现在要满足后者。照这样推理,就要下第七环,一直推出要下第一环,而不是下第二环。先下第二环是偶数连环的解法。上下第二环后就要上下第一环,所以在实际操作中就同时上下第一、二环,这是两步。

九连环在任何正常状态时,都只有两条路可走:上某环和下某环,别的环动不了。其中一条路是刚才走过来的,不能重复走,否则就弄回去了。这样,就会迫使连环者去走正确的道路。而很多人由于不熟悉,常走回头路,解不了九连环。首次解九连环要多思考,三个环上下的动作要练熟,记住上中有下,下中有上。熟练后会有更深刻的理解,不需要推理了

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