Ein Rätsel

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weisbrot Auf diesen Beitrag antworten »
Ein Rätsel
gegeben ist ein nxn-raster in der ebene, also ein quadratisches feld bestehend aus nxn quadratischen subfeldern. jedes feld kann die eigenschaft haben "es wächst gras auf diesem feld". wir betrachten das feld in diskreter zeit, anfangend beim zeitpunkt t=0. für jedes feld gilt:
wenn zum zeitpunkt t auf dem feld gras wächst, dann auch zum zeitpunkt t+1.
außerdem: wenn zum zp t in mindestens zwei der direkt anliegenden felder (edit: das heißt, sie teilen sich mit dem betrachteten feld eine seite) gras wächst, dann wächst zu t+1 auch auf diesem feld gras (pollenflug und so).
wieviele felder müssen nun zu t=0 mindestens mit gras bewachsen sein, damit irgendwann alle felder bewachsen sind? da man die antwort sicher leicht raten kann ist die eigentliche aufgabe einen beweis dafür zu finden. danach kann man versuchen, seine aussage auf beliebige (nicht-quadratische) nxm-felder zu verallgemeinern.
viel spaß!
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: ein rätsel
Zitat:
Original von weisbrot
wieviele felder müssen nun zu t=0 mindestens mit gras bewachsen sein, damit irgendwann alle felder bewachsen sind?

Ist damit gemeint: Wieviele Felder müssen mindestens bewachsen sein, damit bei jeder beliebigen Anordnung dieser Felder irgendwann alle Felder bewachsen sind?
Oder: Wieviele Felder müssen mindestens bewachsen sein, damit bei optimaler Anordnung dieser Felder irgendwann alle Felder bewachsen sind?
weisbrot Auf diesen Beitrag antworten »
RE: ein rätsel
ok: wieviele felder musst du mindestens mit gras bepflanzen, dass...
also letzteres.
lg
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

OK, dann denke ich, dass ich eine Lösung habe. Ich schreibe sie dir erstmal nur per Nachricht, damit die anderen hier noch rätseln können.
ollie3 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: ein rätsel
hallo,
@nick: er meint wahrscheinlich bei optimaler anordnung, sonst würde die aufgabe sehr kompliziert
werden, dann wäre die antwort >1/2* n^2.
Falls optimale antwort gemeint ist, würde ich sagen mindestens 4.
Meine beweisskizze: Bei n=1 würde nichts passieren, bei n=2 ebenfalls, bei n=3 würde man immer
zu der fomation X kommen.
---------------- X X X
------------------ X
Erst bei n=4 würde es funktionieren, sowohl bei rechtecken als auch bei quadratischen feldern.
gruss ollie3
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

4 Gras-Felder sollen bei beliebigem n reichen? Wie würdest du denn diese 4 Gras-Felder z.B. auf einem 100x100-Feld anordnen, damit am Ende alle Felder bewachsen sind? verwirrt
 
 
weisbrot Auf diesen Beitrag antworten »

@ollie: ich sehe nicht genau wie du das meinst, 4 ist allgemein jedenfalls falsch. vielleicht hast du die aufgabe etwas falsch verstanden(?) ich hätte vielleicht das wort "schachbrettartig" benutzen sollen, falls es bei der beschaffenheit des feldes zu missverständnissen kommt(?)

falls man beliebige anordnungen zulassen würde wäre die antwort allerdings auch nicht besonders schwer zu finden - indem man eine "äußere" zeile/spalte frei lässt, kann man immer bekommen, dass das gesamte feld nie bewachsen wird, man braucht also mindestens n^2 - n bewachsene felder. und man kann auch sehen, dass es ab n^2 - n + 1 immer funktioniert.
lg
ollie3 Auf diesen Beitrag antworten »

hallo,
ich hatte mir das so gedacht: Man nimmt 4 felder nebeneinander:
X X X X
nächster schritt:
----- X X
---X X X X
----- X X
Dann würden die 2 kreuze oben und unten wieder jeweils 2 nachbarn haben
und die sache würde sich dann "wie eine krebsgeschwulst" nach alllen seiten
ausbreiten, bis das ganze quadrat bzw. rechteck ausgefüllt ist.
Oder habe ich die aufgabe wirklich falsch verstanden? verwirrt
gruss ollie3
10001000Nick1 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich glaube, Felder, die sich nur an einer Ecke berühren, zählen nicht als "benachbart":
Zitat:
Original von weisbrot
außerdem: wenn zum zp t in mindestens zwei der direkt anliegenden felder (d.h. norden, süden, osten oder westen) gras wächst, dann wächst zu t+1 auch auf diesem feld gras (pollenflug und so).


Wie soll denn dann erstmal eins von den oberen oder unteren X-Feldern bewachsen?
weisbrot Auf diesen Beitrag antworten »

ja - felder heißen "benachbart", wenn sie eine seite teilen, also das eine feld oben, unten, links oder rechts an das andere grenzt - nicht diagonal. würde man diagonal zulassen, wären wohl auch nur 2 felder nötig.
lg
ollie3 Auf diesen Beitrag antworten »

hallo,
ja, ich hatte die aufgabenstellung falsch verstanden. Jetzt weiss ich,wie das
gemeint war. Augenzwinkern
Also, ich glaube die richtige lösung ist bei quadratischem n*n- raster einfach n,
man nimmt als startmuster einfach eine diagonale von links oben nach
rechts unten, dann baut sich nach und nach alles auf, und bei rechteckigem
nxm- raster wäre die minimalzahl die grössere der beiden zahlen n und m, man
ergänzt einfach die restlichen spalten durch jeweils ein kreuz.
Na, ist das richtig? Augenzwinkern
gruss ollie3
weisbrot Auf diesen Beitrag antworten »

ja, kann schon seinAugenzwinkern
allerdings ist das erraten dieser minimalen felderzahl wie gesasgt der leichte teil, der beweis der minimalheit, also dass es nicht mit weniger geht, ist das eigentliche "rätsel".
lg
ollie3 Auf diesen Beitrag antworten »

hallo,
habe weiter über die sache nachgedacht:
Falls in dem startbild noch weniger als n kreuze sein sollten, würde das bedeuten,
das es mindestens eine leere zeile und eine leere spalte geben würde. Und das
muss man dann zum widerspruch führen. Ich glaube ich bin der lösung
schon ziemlich nahe... Augenzwinkern
gruss ollie3
pandu1 Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von ollie3
mindestens eine leere zeile und eine leere spalte geben würde. Und das
muss man dann zum widerspruch führen.

Wird nicht ganz klappen, hier Gegenbeispiel:

O X O O O
X O O O O
O O O O O
O X O O X
O O O X O


Die mittleren Spalte und Zeile sind leer und trotzdem werden alle Felder mit der Zeit bewässert.
ollie3 Auf diesen Beitrag antworten »

hallo,
dein beispiel funktioniert deswegen, weil du ja in einer spalte gleich mehrere
kreuze hast, und ich sprach ja von "noch weniger als n kreuzen", du hast ja
hier 5 kreuze in einem 5x5-feld.
Ich hatte den beweis ja leider nicht zu ende führen können, war kurz vor schluss
steckengeblieben, und grüble noch, wie man das exakt beiweisen kann. Augenzwinkern
gruss ollie3
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