Coraz lżej
W roku 1987 odbyły się w Paryżu pierwsze Mistrzostwa Francji w Grach Matematycznych i Logicznych. Zorganizowała je grupa popularyzatorów nauki i dziennikarzy związana z czasopismami Science et Vie oraz Jeux et Strategie.
Nazwa tej imprezy była i pozostała do dziś nieco myląca, bo jej uczestnicy nie grają, tylko rozwiązują zadania zaliczane do matematyki rekreacyjnej. Specyficzny jest w niej podział na kilka kategorii wiekowych, a właściwie edukacyjnych – początkowo kategorie były trzy, potem coraz więcej, dziś jest osiem. Dzięki temu np. uczniowie młodszych klas szkoły podstawowej rywalizują tylko między sobą, a nie ze swoimi starszymi kolegami; z drugiej zaś strony spośród dorosłych uczestników wyodrębnieni są jako oddzielna kategoria osoby związane zawodowo z matematyką. Trudno mówić o ścisłych kryteriach podziału, bo uzdolniony matematycznie 10-latek może bez trudu opanować materiał pierwszej klasy licealnej, a zdolny amator ze średnim wykształceniem dorówna, jeśli się przyłoży, absolwentowi uczelni. Teoretycznie możliwa jest też sytuacja odwrotna, czyli „przekręt” – np. profesor matematyki wystartuje jako pierwszoklasista i zakosi złoty medal 🙂 . A serio: głównym celem zawodów jest popularyzacja matematyki, a nie kreowanie mistrzów.
Z czasem impreza zyskała ministerialny patronat i sponsorów, stała się popularna i międzynarodowa. Od roku 1992 uczestniczą w niej Polacy. Nad organizacją eliminacji w naszym kraju czuwa grono pracowników naukowych Wydziału Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej. Od 10 lat eliminacje mają status mistrzostw Polski. Pierwszym etapem jest ćwierćfinał, który polega na rozwiązaniu odpowiedniej – w zależności od kategorii – porcji zadań wybranej z osiemnastu zaserwowanych. Tegoroczne można pobrać oraz zapoznać się z regulaminem na stronie mistrzostw.
Niemal od zarania kibicuję tej imprezie i odnoszę wrażenie, że zadania pierwszego etapu są coraz łatwiejsze. Dotyczy to głównie tych z wyższych kategorii, z którymi dawniej miewałem zgryz, a dziś idzie mi prawie jak z płatka. Jest bardzo mało prawdopodobne, by to mój poziom wzrósł – raczej przeciwnie, bo lat przybyło. Wygląda więc na to, że ćwierćfinał ma charakter bardziej formalno-finansowy, niż merytoryczny, czyli stanowi przede wszystkim deklarację chęci oraz gwarancję uczestnictwa w drugim etapie – internetowym półfinale.
Do tegorocznych zadań ćwierćfinałowych, które przygotowują Francuzi (w Polsce są one tłumaczone i ewentualnie nieznacznie modyfikowane) mam jeszcze przynajmniej jedną uwagę: wolałbym, aby były bardziej oryginalne. Wydaje mi się nie fair, że przynajmniej kilka z nich ma „taką brodę” i mogę je bez trudu znaleźć wraz z rozwiązaniami w sieci. Ponadto podejrzewam, że studenci oraz matematycy i informatycy mogą poczuć się… obrażeni zadaniami przeznaczonymi tylko dla nich (16-18) właśnie ze względu na zaskakująco nisko zawieszoną poprzeczkę.
Na koniec proponuję coś w stylu zadań z pierwszego etapu mistrzostw, czyli rzecz niezbyt oryginalną, dość łatwą i lekko fabularyzowaną.
Maciek ma dużo żetonów, których awers jest biały, a rewers niebieski. Każdy żeton oznaczony jest parą liczb pierwszych bliźniaczych, czyli takich, między którymi różnica wynosi 2, a każda z nich ma tylko dwa dzielniki – jedynkę i samą siebie. Mniejsza liczba z pary widnieje zawsze na awersie, większa na rewersie. Brak jest jednak żetonu z najmniejszą parą – 3_5.
Maciek bierze dwa żetony i układa je obok siebie – jeden białą, drugi niebieską stroną do góry – po czym sumuje widoczne na nich liczby. Którychkolwiek żetonów by nie wziął, otrzymana suma zawsze będzie podzielna przez 6. Dlaczego?
Komentarze z prawidłowymi rozwiązaniami uwalniane są wieczorem w przeddzień kolejnego wpisu. Wpisy pojawiają się co 3-4 dni.
Komentarze
Liczba może dawać przy dzieleniu przez 6 reszty 0, 1, 2, 3, 4 i 5. Liczby pierwsze z wyłączeniem 3 (a takie mamy w zadaniu) nie mogą dawać reszty:
0 – bo byłyby podzielne przez 6,
2 – bo byłyby podzielne przez 2,
3 – bo byłyby podzielne przez 3,
4 – bo byłyby podzielne przez 2.
Zatem liczby na żetonie muszą dawać reszty 1 i 5, z czego mniejsze dają zawsze resztę 5, a większe 1.
W sumie reszta przy dzieleniu przez 6 liczby na białym i niebieskim polu to 5 + 1 = 0.
(6m-1)+(6n+1) musi być podzielne przez 6
Wszystkie pary liczb pierwszych bliźniaczych (oprócz (3, 5)) nożma przedstawić w postaci 6n-1, 6n+1. Jeżeli dodamy mniejszą z jednej pary i większą z drugiej to otrzymamy 6n+6m co jest podzielne przez 6.
Liczby są pierwsze większe od 3, więc nieparzyste. Suma dwóch nieparzystych dzieli się przez 2. Na każdym żetonie liczba „biała” jest postaci 3m+2, a „niebieska „3n+1”. Ich suma dzieli się przez 3. Jeśli przez 2 i przez 3, to przez 6.
Łatwo wykazać, że liczba pomiędzy parą liczb pierwszych, bliźniaczych jest podzielna przez 2 i przez 3, czyli przez 6.
A więc jedna z tych liczb (względem tej w środku równej na przykład x*6) to x*6-1 a druga x*6+1,
suma dwóch liczb wybranych zgodnie z warunkami zadania wyglądałaby następująco:
x*6-1 + y*6+1=6*(x+y);
Mniejsza z liczb jest o 1 mniejsza od liczby podzielnej przez 3, a większa z liczb jest o 1 większa od liczby podzielnej przez 3. Ponadto dwie liczby pierwsze są nieparzyste, więc ich suma jest parzysta. Z pierwszego zdania da się wyciągnąć 3 przed nawias, a z drugiego 2 przed nawias. Wychodzi liczba podzielna przez 6. Pozdrawiam 🙂