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Kapitel 10Fortgeschritten30 Min.

Invarianten-Training

Zustände und Paritätsinvarianten · Abschnitt 40 von 60

Übungen

Aufgabe

Siebzehn Steine

Grundlagen5 Min.

Auf einem Tisch liegen 17 Steine. In jedem Zug werden genau zwei Steine entfernt. Kann der Tisch nach endlich vielen Zügen leer sein?

Aufgabe

Genau eine leuchtende Lampe

Aufbau8 Min.

Zehn Lampen sind ausgeschaltet. Ein Zug schaltet genau zwei verschiedene Lampen jeweils um. Kann danach irgendwann genau eine Lampe leuchten?

Aufgabe

Drei Zahlen verändern

Aufbau9 Min.

Auf einer Tafel stehen (0,0,0)(0,0,0). In jedem Zug werden genau zwei der drei Zahlen um 1 erhöht. Kann irgendwann (5,5,5)(5,5,5) auf der Tafel stehen?

Aufgabe

Eine vollständige Erreichbarkeitsbeschreibung

Fortgeschritten12 Min.

Eine Spielfigur startet auf der ganzen Zahl 7. In jedem Zug darf sie 2 addieren oder 2 subtrahieren. Bestimme alle erreichbaren ganzen Zahlen und beweise beide Richtungen.

Aufgabe

Eine kontrolliert wechselnde Größe

Fortgeschritten11 Min.

Acht Münzen zeigen anfangs Kopf. In jedem Zug werden genau drei Münzen gewendet. Welche Parität hat die Zahl der Kopfseiten nach genau rr Zügen?

Aufgabe

Eine Differenz bleibt erhalten

Fortgeschritten10 Min.

Auf der Tafel stehen zwei ganze Zahlen aa und bb. Ein Zug addiert zu beiden Zahlen dieselbe ganze Zahl. Zeige, dass die Differenz aba-b invariant ist, und entscheide, ob (4,9)(4,9) in (20,20)(20,20) verwandelt werden kann.

Aufgabe

Können alle Zahlen gleich werden?

Olympiade16 Min.6 P.

Auf einer Tafel stehen die Zahlen 1,2,,20261,2,\ldots,2026. In jedem Zug werden zwei verschiedene Tafelzahlen ausgewählt und beide um 1 erhöht. Zeige, dass niemals alle Tafelzahlen gleich sein können.

Zusammenfassung

Erreichbarkeit ohne alles durchzuspielen

Eine gute Messgröße ersetzt die Suche durch alle Zugfolgen. Entscheidend: jeden Zug prüfen und Start mit Ziel ehrlich vergleichen. Unterschiedliche Fingerprints → unmöglich; gleiche Fingerprints → noch weiterdenken.

Checkliste

Selbstkontrolle

  • Kann ich Zustand, Zug und Messgröße getrennt benennen?

  • Habe ich wirklich jede erlaubte Zugart geprüft?

  • Unterscheide ich „unerreichbar“ von „Invariante passt, Konstruktion fehlt“?