Invarianten-Training
Zustände und Paritätsinvarianten · Abschnitt 40 von 60
Übungen
Aufgabe
Siebzehn Steine
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
Zehn Lampen sind ausgeschaltet. Ein Zug schaltet genau zwei verschiedene Lampen jeweils um. Kann danach irgendwann genau eine Lampe leuchten?
Aufgabe
Drei Zahlen verändern
Auf einer Tafel stehen . In jedem Zug werden genau zwei der drei Zahlen um 1 erhöht. Kann irgendwann auf der Tafel stehen?
Aufgabe
Eine vollständige Erreichbarkeitsbeschreibung
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
Acht Münzen zeigen anfangs Kopf. In jedem Zug werden genau drei Münzen gewendet. Welche Parität hat die Zahl der Kopfseiten nach genau Zügen?
Aufgabe
Eine Differenz bleibt erhalten
Auf der Tafel stehen zwei ganze Zahlen und . Ein Zug addiert zu beiden Zahlen dieselbe ganze Zahl. Zeige, dass die Differenz invariant ist, und entscheide, ob in verwandelt werden kann.
Aufgabe
Können alle Zahlen gleich werden?
Auf einer Tafel stehen die Zahlen . 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“?