Wiskunde en puzzels

Puzzels bestaan al eeuwenlang als tijdverdrijf. En de verscheidenheid in puzzels is erg groot. Een blog over puzzels en boeken over puzzels.

Puzzels bestaan al eeuwenlang als tijdverdrijf. En de verscheidenheid in puzzels is erg groot. Hier zie je twee puzzels die elk uit twee identieke (?) stukken bestaan. Bij de eerste is het de bedoeling dat je er een piramide van maakt; de opgave bij de tweede is de twee stukken uit elkaar te halen.

Er zijn heel wat erg bekende puzzels, zoals de Tangram, een oude Chinese legpuzzel.

Hij bestaat uit 7 stukken, en je kan er allerlei figuren mee leggen. Een variant hiervan is de T-puzzel,  met vier stukken, waarmee je moet proberen een T te maken.

Hier zie je de 15-puzzel van Sam Loyd, maar dan in een 25-versie. Verwijder het ringetje en probeer dan door schuiven de blokjes op hun plaats de krijgen. In de originele versie van Sam Loyd was de oplossing onmogelijk, denk je dat het hier wel kan?

De kubus van Rubik hoort ook thuis in de categorie bekende puzzels.

Een aantal puzzels zijn gebaseerd op wiskundige principes, zo bijvoorbeeld ook de volgende twee:

De eerste is de bekende Chinese Ringen Puzzel, die al bestudeerd werd door de wiskundige Girolamo Cardano (1501-1576). De tweede is een moderne variant van dezelfde puzzel. Beide zijn verwant met de door Edouard Lucas (1842-1891) uitgevonden puzzel "De Torens van Hanoi", en kunnen opgelost worden m.b.v. Gray codes. F. Gray, een ingenieur bij Bell Labs, patenteerde deze zeer nuttige foutenverbeterende codes in 1953. Ze werden dus al veel vroeger gebruikt om puzzels op te lossen.

En zo zijn we van puzzels bij wiskunde beland. De twee zijn nauw met elkaar verbonden. Een aantal belangrijke wiskundigen hebben zich ook met puzzels beziggehouden. En er boeken over geschreven.

Elwyn R. Berlekamp, John H. Conway, Richard K. GuyWinning ways for your mathematical plays, vols 1-4. AK Peters (2001-2004). 

Deze boeken bevatten alles wat je maar kan vinden over wiskundige spellen en puzzels.

 

In vier delen.

Niet altijd gemakkelijk te volgen, geschreven in een typische stijl, met leuke illustraties.

Formuledichtheid: Θ Θ Ο Ο Ο
Moeilijkheidsgraad: Θ Θ Θ Ο Ο
Score: Θ Θ Θ Θ Ο

Maar heb je liever minder wiskunde en meer puzzels, dan kan ik het volgende boek aanraden:

J. Botermans en J. SlocumHet ultieme puzzelboek. Uitgeverij Terra - Lannoo (2007) 144 pagina's. 

Dit prachtig uitgegeven boek bevat een schat aan informatie over een wereld aan puzzels. Je vindt er bijvoorbeeld de puzzels in terug waarover ik het hierboven had.

Jerry Slocum en Jack Botermans zijn specialisten in dit gebied. Het is trouwens niet hun eerste boek over dit onderwerp.

Van de prachtige puzzels vind je in dit boek naast een beschrijving ook de geschiedenis, vaak ook de oplossing en hoe je de puzzel zelf kan maken.

Formuledichtheid:  Ο O Ο Ο Ο
Moeilijkheidsgraad: O O O Ο Ο
Score: Θ Θ Θ Θ Ο

Nu we de beide disciplines met elkaar verbonden hebben, willen we het even hebben over de Internationale Francqui Leerstoel. Deze leerstoel is dit jaar toegekend aan iemand die werkt in het grensgebied tussen de wiskunde en de puzzelwetenschap, namelijk professor Erik Demaine. Recent schreef hij een boek Geometric Folding Algorithms: Linkages, Origami, Polyhedra. Hij is ook een van de editors van het boek A lifetime of puzzles, geschreven voor de grote wiskundige puzzelaar Martin Gardner naar aanleiding van diens 90ste verjaardag. Erik Demaine gaf op 19 november aan de ULB zijn inaugurale rede met als titel Mathematics meets Art, Puzzles, and Magic: Fun with Algorithms.

Op een deel van de website van Demaine dat hij deelt met zijn vader de kunstenaar Martin Demaine vind je ook een aantal puzzels waaronder de volgende die gebaseerd is op een ontwerp van M. Uiematsu uit 2001.

Druk deze af, knip uit en probeer dan door vouwen (alle vouwen zijn toegelaten) het zo te regelen dat je een vierkant overhoudt van 2 op 2 waarbij zowel op de voor- als op de achterkant  het 'logo' vier keer in dezelfde richting wijst, dus zo:

Veel plezier ermee!