Matteproblem vecka 6

Mattebloggen har en inoficiell tävling i att lösa matematikproblem. Skicka in din lösning med motivering till valentina.chapovalova@gmail.com, så har du chansen att vara med på topplistan. Har du någon fråga om veckans problem, posta den i kommentarerna eller maila mig. Lycka till!

Det finns 25 ostbitar. Går det alltid att välja en bit, skära den i två delar på så sätt att osten nu kan läggas i två kassar så att den uppskurna ostens delar hamnar i olika kassar och det finns lika många ostbitar i varje kasse och osten i kassarna väger lika mycket?

Matteproblem vecka 5

Nu startar vårterminens tävling i att lösa mattegåtor!

På en rad står tal, som är delbara med 9, i stigande ordning: 9, 18, 27, 36 och så vidare. Under varje tal står dess siffersumma.

(a) På vilken plats i andra raden ser vi först talet 81?

(b) Vad kommer stå först på andra raden: fyra stycken 27 i rad eller en gång talet 36?

Mattebloggen har en inoficiell tävling i att lösa matematikproblem. Skicka in din lösning till valentina.chapovalova@gmail.com, så har du chansen att vara med på topplistan. Har du någon fråga om veckans problem, posta den i kommentarerna eller maila mig. Lycka till!

Höstens mattegåtetävling är över!

Under höstterminen kom gåtorna varje vecka och den som löster allra flest var Johan B. Här ser ni honom tillsammans med första priset:

Vinnaren bland studenter var Erik R. och bland högstadieelever var det Olle K., Hanna H., Jennifer U.-L., Karl E. och Alexander J. De kommer få sina priser snarast möjligt. Stort grattis!

Lösning till gåta vecka 52

Vilket är större: 400^5-399^2\cdot(400^3+2\cdot 400^2+3\cdot 400+4) eller 2000?

Lösning:

Detta kan vi egentligen räkna ut med vilja, våld och vaselin och sedan se vilket som är större. Men det är lättare att göra beräkningen bakvänd, nämligen införa variabeln x!

I några tävlingsproblem funkar ersättning med variabel jättebra, det förenklar problemet. Låt oss säga att 400=x (man kan också säga att x=400, men det är inte åt det hållet vi arbetar :) ) och då är 399=x-1 till exempel. Allt skrivs om till:

400^5-399^2\cdot(400^3+2\cdot 400^2+3\cdot 400+4)=

x^5-(x-1)^2\cdot(x^3+2\cdot x^2+3\cdot x+4)

och

2000=5x

Vi räknar lite på det första polynomet och kollar hur det kan förenklas:

x^5-(x-1)^2\cdot(x^3+2x^2+3x+4)=

x^5-(x^2-2x+1)\cdot(x^3+2x^2+3x+4)=

x^5-(x^5+2x^4+3x^3+4x^2-2x^4-4x^3-6x^2-8x+x^3+2x^2+3x+4)=

x^5-(x^5-8x+3x+4)=

x^5-x^5+8x-3x-4=

5x-4

Men 5x-4 är alltid mindre än 5x, oavsett vad x är för någonting! Genom att göra uttrycket mer allmänt gjorde vi jämförelsen lättare.

Således är 2000 större än 400^5-399^2\cdot(400^3+2\cdot 400^2+3\cdot 400+4).

Lösning till gåta vecka 51

Det finns en platt kvadratisk tavla som är 1 dm x 1 dm stor. Vi säger att ett pappersark i form av en rektangel med area 2 dm^2 är ett omslag om man kan slå in tavlan i pappret så att båda sidorna täcks helt.

Både pappersarket 2 dm x 1 dm och papperskvadraten med sidan roten ur 2 dm är omslag.

(a) Hitta något annat omslag

(b) Visa att det finns oändligt många olika omslag

Lösning:

(a) Vi ska visa att rektangeln \sqrt{5}\times\frac{2}{\sqrt{5}} är ett omslag. Lägg rektangeln på kvadraten på så sätt att två av kvadratens hörn hamnar på långsidorna och ett tredje hörn hamnar i mitten på kortsidan som det ser ut på bilden.

Hur man viker biten vidare för att den ska omsluta kvadraten på båda sidor ser ni nedan:

(b) Dela upp kvadratens lodräta sidor i n delar. Då kan vi hitta en parallellogram, som omsluter kvadrattavlan. På bilden syns parallellogrammen med kortsidan \frac{2}{n} (i detta fall n=5).

Sedan kan man göra om parallellogrammen till en rektangel, så att övertäckningen blir i princip densamma. Arean ändras fortfarande inte.

Notera att kvadraten \sqrt{2}\times\sqrt{2} fås när n=1, rektangeln \sqrt{5}\times\frac{2}{\sqrt{5}} när n=2, rektangeln \sqrt{10}\times\frac{2}{\sqrt{10}} när n=3:

n=3

Mattegåta vecka 52

Det här är årets  sista gåta. Tävlingen tar en paus och de bästa deltagarna för den här terminen belönas med priser i början av år 2010.

Vilket är större: 400^5-399^2\cdot(400^3+2\cdot 400^2+3\cdot 400+4) eller 2000?

Mattebloggen har en inoficiell tävling i att lösa mattegåtor. Skicka in din lösning till valentina.chapovalova@gmail.com, så har du chansen att vara med på topplistan. Har du någon fråga om veckans gåta, posta den i kommentarerna eller maila mig. Lycka till!

Lösning till gåta vecka 50

v50

Aladdin vill sätta Jafar i ett fängelse som består av 4 rum och 3 smala gångar mellan rummen. I varje gång står en tjock och trött vakt lutandes mot en av väggarna. Varje gång Jafar går över från ett rum till ett annat, går vakten i den gången över till den motsatta väggen och börjar luta sig mot den istället. Om alla vakterna lutar mot samma vägg, kommer den inte att hålla emot utan går sönder, och då kan Jafar fly. Kan Aladdin placera ut vakterna och Jafar från början på så sätt att Jafar aldrig kan fly?

Lösning:

Jadå, det kan han göra.  Placera Jafar i rummet längst ner och vakterna varannan på höger och varannan på vänster sida. Det vill säga vakterna uppifrån och ner står: vänster, höger, vänster. Vi skall visa att i denna situationen är det omöjligt att fly.

Om Jafar står still i rum 4, händer förstås ingenting – vakterna står ju inte på en och samma sida. Om han går upp till rum 3 byter nedersta vakten sida: de står nu vänster, höger, höger. Om Jafar går ner igen, är situationen precis som i början och det fallet kommer vi ha undersökt.

Men om Jafar går upp till rum 2 så byter den mittersta vakten sida, de står nu vänster, vänster, höger. Går han ner igen kommer det bli samma läge som det har varit förr, så det fallet undersöker vi inte.

Går han upp til rum 1, så kommer den översta vakten byta sida och nu kommer det stå höger, vänster, höger. Nu kan Jafar i nästa steg bara gå neråt och komma till en situation som han har varit förut. Samma sak gäller de alla nästkommande stegen, nämligen att läget med Jafar och vakterna är densamma som redan har varit innan.

Vakterna lutar aldrig på en och samma vägg samtidigt, så Jafar kommer aldrig kunna fly, stackare.

Mattegåta vecka 51

Det finns en platt kvadratisk tavla som är 1 dm x 1 dm stor. Vi säger att ett pappersark i form av en rektangel med area 2 dm^2 är ett omslag om man kan slå in tavlan i pappret så att båda sidorna täcks helt.

Både pappersarket 2 dm x 1 dm och papperskvadraten med sidan roten ur 2 dm är omslag.

(a) Hitta något annat omslag

(b) Visa att det finns oändligt många olika omslag

Mattebloggen har en inoficiell tävling i att lösa mattegåtor. Skicka in din lösning till valentina.chapovalova@gmail.com, så har du chansen att vara med på topplistan. Har du någon fråga om veckans gåta, posta den i kommentarerna eller maila mig. Lycka till!

Lösning till gåta vecka 49

Man kan ta ett schackbräde och göra en ”labyrint” av det genom att sätta upp små väggar på några av de ställen där en svart ruta gränsar till en vit.

Kalla en labyrint snäll ifall en liten råtta kan komma till vilken ruta som helst på schackbrädet oavsett vilken ruta man sätter den på. Och en labyrint kallas elak ifall råttan inte alltid kan nå alla rutor.

Vilka finns det flest av: snälla eller elaka labyrinter?

Lösning:

Den här smarta lösningen har Johan hittat på.

Antag att vi slumpmässigt sätter upp väggar med sannolikhet 1/2 på varje
väggplats. Jag studerar ett hörn. Det är ”ensamt” om båda väggarna finns
med. Sannolikheten att ett givet hörn inte är ensamt är alltså 3/4.
Sannolikheten att inget hörn är ensammt är (3/4)^4<1/2. Så över hälften av
labyrinterna har ett ensamt hörn, om råttan startar där kan den inte
flytta sig alls, dvs över hälften är ickesnälla.

Antag att vi slumpmässigt sätter upp väggar med sannolikhet 1/2 på varje väggplats. Jag studerar ett hörn. Det är ”ensamt” om båda väggarna närmast hörnet finns med. Sannolikheten att ett givet hörn inte är ensamt är alltså 3/4.

Sannolikheten för att inget hörn är ensamt är (3/4)^4 = 81/256 < 1/2. Så över hälften av labyrinterna har ett ensamt hörn, och om råttan startar där kan den inte flytta sig alls. Det vill säga över hälften av labyrinterna är ickesnälla.

Lösning till gåta vecka 48

Benny skrev upp namnet på sin hemstad och alla cykliska ”förskjutningar” av det och fick tabell 1. Sedan ordnade han om namnen och skrev de i bokstavsordning i tabell 2 i stället.

v48

Därefter läste han av ”ordet” i sista kolonnen: SLAUPPA.

Josefin gjorde samma sak med sin hemstad och fick ”ordet” TNUUENRTL. Vilken stad kommer Josefin ifrån om man vet att den börjar med bokstaven L?

Lösning:

I både tabell 1 och tabell 2 kommer varje bokstav i stadens namn komma på sista plats exakt en gång (eftersom ”orden” är alla förskjutningar av stadsnamnet).
Eftersom vi vet att ”orden” i tabell 2 kommer i bokstavsordning, så kan vi rekonstruera första kolonnen i den tabellen:
BILD 1
Notera nu att i tabellen står ”förskjutningar” av stadsnamnet. Då kan vi läsa av den delen av tabellen som vi fick fram att exempelvis att bokstaven R kommer precis efter bokstaven E, att ena bokstaven T kommer precis efter en bokstav N och den andra bokstaven T kommer precis efter en bokstav R och så vidare (föreställ er nu att ordet loopar, det vill säga vi kan säga att första bokstaven kommer precis efter det sista).
Med denna information kan vi rekonstruera andra kolonnen i tabell 2. Där vi garanterat vet efterföljaren (efter U kommer N, efter E kommer R, efter R kommer T, efter L kommer U) skriver vi in den direkt i den andra kolonnen. Där det finns tvetydighet (efter T kommer E eller U, efter N kommer L eller T) avgör vi hur de ska skrivas in med hjälp av bokstavsordningen. Till exemepel, E kommer före U i alfabetet, så det nya E:et ska skrivas in på 6:e raden och den nya U:et ska skrivas in på 7:e.
BILD 2
Vi fortsätter med samma princip att fylla på kolonnerna en i taget. Vi har en tydlig instruktion för hur tabellen ska fyllas i, eftersom vi vet efterföljarna för varje bokstav samt att ”orden” i tabell 2 står i bokstavsordning.
Till slut kommer vi kunna fylla hella tabellen och läsa av ordet i andra raden (eftersom staden började på L). Det kommer vara staden LUNTERTUN. Luntertun ligger i Ängelholms kommun i Skåne.

I både tabell 1 och tabell 2 kommer varje bokstav i stadens namn komma på sista plats exakt en gång (eftersom ”orden” är alla förskjutningar av stadsnamnet).

Eftersom vi vet att ”orden” i tabell 2 kommer i bokstavsordning, så kan vi rekonstruera första kolonnen i den tabellen:

lv50_1

Notera nu att i tabellen står ”förskjutningar” av stadsnamnet. Då kan vi läsa av den delen av tabellen som vi fick fram att exempelvis att bokstaven R kommer precis efter bokstaven E, att ena bokstaven T kommer precis efter en bokstav N och den andra bokstaven T kommer precis efter en bokstav R och så vidare (föreställ er nu att ordet loopar, det vill säga vi kan säga att första bokstaven kommer precis efter det sista).

Med denna information kan vi rekonstruera andra kolonnen i tabell 2. Där vi garanterat vet efterföljaren (efter U kommer N, efter E kommer R, efter R kommer T, efter L kommer U) skriver vi in den direkt i den andra kolonnen. Där det finns tvetydighet (efter T kommer E eller U, efter N kommer L eller T) avgör vi hur de ska skrivas in med hjälp av bokstavsordningen. Till exemepel, E kommer före U i alfabetet, så det nya E:et ska skrivas in på 6:e raden och den nya U:et ska skrivas in på 7:e.

lv50_2

Vi fortsätter med samma princip att fylla på kolonnerna en i taget. Vi har en tydlig instruktion för hur tabellen ska fyllas i, eftersom vi vet efterföljarna för varje bokstav samt att ”orden” i tabell 2 står i bokstavsordning.

Till slut kommer vi kunna fylla hella tabellen och läsa av ordet i andra raden (eftersom staden började på L). Det kommer vara staden LUNTERTUN. Luntertun ligger i Ängelholms kommun i Skåne.