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趣题:一个与Hamilton回路有关的问题
Matrix67 | Program Impossible | 2008-01-25 23:07 | 4 Comments »

    今天在回访网站流量来源d看到了一个很牛B的东西,和大家分享一下。
    给定一个顶点数为1 j00000的图G,问是否存在Hamilton回路。现在,A宣称自己已经找到了一个Hamilton回路,r B不信,要A证明给他看。你能否想出一个办法使,A可以让B相信自己有了正确的答案,但B依然不知道答案是什么。这种方法既科学又有趣,整个过程k需要第三者参与,仅仅靠AB两人之间的交流即可。这种方法可以让B有充分的理由相信A找到了Hamilton回路,但能保证B仍然得不到任何与正确答案有关的线索。






































    首先,A生成一个100000的全排列P,然后用这个排列P把原图G的顶点标号打乱(对标号进行置换),这样就得到了一个同构的图G'。然后A把图G'告诉给B。注意,目前判断两个图是否同构还没有有效的P算法,因此除非A把排列P也告诉了B,否则B不知道G'和G是不是真的同构。接下来B从下面这两个问题中随机抽一个问题让A作答:叫A证明G与G'同构(即叫A给出排列P,确保他没有作假),或者叫A指出G'中的一条Hamilton回路。反复进行“构造G'—抽问”的过程,每次A答对后B都会更加确信A确实找到了原图G的Hamilton回路,来个十几二十次后A作假的嫌疑基本上可以被排除了。这是因为,如果A不知道原图G中的Hamilton回路,这两个问题他是不可能同时答对的,既然B是抽查的,A不可能每次总能答对。同时,除非B同时知道了两个问题的答案,否则B永远不知道原图G的Hamilton回路是什么。仅仅知道G'的Hamilton回路是没有用的,因为此时B连G和G'是否同构都不知道,更别提找出它们之间的对应关系了。

来源:cgi-bin/bbstcon?board=Algorithm&file=M.1200769543

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Jan 25
Benjamin Franklin的另类幻方
Matrix67 | Brain Storm | 2008-01-253:45 | 4 Comments »

    Benjamin Franklin是一个与Leonardo da Vinci同样神秘的人,他是一个伟大的物理学家、发明家、文学家、实业家、政治家、思想家、社会活动家。他一生中留下了许多的迷,电影National Treasure里提到的绝大多数关于Benjamin Franklin的事情都是真的。刚出版的一本名为Benjamin Franklin's Numbers: An Unsung Mathematical Odyssey的书中提到,人们还长期忽视了Benjamin Franklin的一些数学成就。Franklin曾计算过战争的经济开销,曾做过人口数预计,这都是没有先例的。其中,最有趣的数学创造还是要数Franklin的“另类幻方”。
    一个3x3的幻方是这样的一个九宫格,格子里写有1到9这9个数字,每一行、每一列和两条对角线上的三个数加起来都是一个相同的数。当然,更大一些的幻方也是存在的,例如你可以用前16个正整数排列成4x4的幻方。Franklin发明了一些另类的幻方,它的要求更加严格,但看上去似乎更有意思一些。Franklin在一封信中写道:“我不满足于这些普通的幻方,这都是很普遍、很简单的东西了。我给我自己强加了一些任务,然后成功地创造出了一些具有其它各种性质的幻方,它们看上去更加神奇。”Franklin创造了下面这个8x8的幻方,每种颜色的数字加起来都等于260,不同寻常的是,你有至少六种方法去解读它。
  

    更牛B的是Franklin的16x16幻方,他称它为“史上最神奇的幻方”。在这个幻方中,每一行、每一列和每一个“/\”形区域内的数字和都是2056。更不可思议的是,每一个4x4的子正方形内的数字之和也是2056 !
  

    Franklin仍不感到满足。Franklin想,既然有“幻方”,为什么没有“幻圆”?于是Franklin构造出了下面这个图形。这个图形里,每一条半径、每一个同心圆和图中画出的每一个偏心圆内的数字加起来都是360。
  

    你可以从下面这个图中看出上图的偏心圆是怎么画出来的。
  

阅读更多:mathtrek/2008/01/benjamin_franklin_plays_sudoku.html

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Jan 23
物理方法解决数学问题(四):Fermat-Torricelli问题
Matrix67 | Brain Storm | 2008-01-23 13:35 | 4 Comments »

    据说,17世纪时,大数学家Fermat曾向意大利的物理学家和数学家Torricelli提出过这样一个问题:在已知锐角三角形ABC内求一点P,使得PA+PB+PC最小。Torricelli证明了,这个点是存在的,且∠APB=∠BPC=∠CPA=120°。他还指出,若分别以AB、BC、AC为边向外作等边三角形ABC'、BCA'、ACB',则AA'、BB'、CC'三线共点,交点即为所求的点P。这个点后来被称为Fermat点,通常记作F。这个定理有很多种证明,这里我们先介绍一种比较简单的证明方法。
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