Superskakun
Skoczek szachowy to indywidualista – nie tylko porusza się w osobliwy sposób [2,1], ale jest także jedyną figurą która ma ściśle określony zasięg ruchu. Odległość między środkami pól połączonych skokiem to przeciwprostokątna trójkąta o bokach 1 i 2, a więc jej długość wynosi sqrt5. Takich stałodystansowych figur, które Anglicy nazywają ogólnie leaperami (dobrym polskim odpowiednikiem wydaje mi się określenie „skakuny”) było więcej w grach, z których wywodzą się szachy – w indyjskiej czaturandze, a potem w perskim szatrandżu. Alfil poruszał się o dwa pola po przekątnej [2,2], fers o jedno [1,1], a wezyr (w tzw. szachach Tamerlana) o jedno w rzędzie lub kolumnie [1,0]. Z czasem alfil przekształcił się w gońca, a w XV wieku związek fersa i wezyra zaowocował hetmanem.
Wspominałem już kiedyś o rodzinie skakunów występującej w szachach nieortodoksyjnych, zwanych potocznie bajkowymi. Przypomnę, że w łamigłówkach bajkowych pojawiają się: wielbłąd [3,1], żyrafa [4,1], zebra [3,2], antylopa [4,3] i flaming [6,1]. Teoretycznie rodzinka mogłaby być liczniejsza, jednak w praktyce inne skakuny się nie przyjęły.
Przeczytałem w pewnym szachowym elementarzu, że ruch skoczka jest jakby „pośredni” między ruchami wieży i gońca. Autor miał na myśli kierunek. Jeśli założymy, że wieża porusza się pod zerowym kątem, to kierunek ruchu gońca wyznacza kąt 45 stopni (minimalny), a skoczka około 27. Gdyby określenie „pośredni” rozumieć ściśle, to odrobinę bliższy ideału byłby ruch wielbłąda (na rysunku obrócony skoczek) – ok. 18,5 stopnia.
Załóżmy, że szachownica ma wymiary 2009 x 2009. Proszę zaprojektować skakuna [x,y], który mógłby poruszać się na takiej planszy, a kierunek jego ruchu byłby najbliższy idealnej wartości pośredniej, czyli 22,5 stopnia.
Komentarze
x/y = tan(22,5) = 0,4142136
Najmniejsza para liczb z wynikiem stosunku x/y najbardziej zbliżonym do tan(22,5) to 408 i 985, czyli skakun [408,985].
Na planszy o wymiarach 2009 x 2009 można uzyskać jeszcze jeden taki sam wynik dla skakuna którego wartości x i y są 2-krotnie większe, czyli skakun [816,1970], lecz taki skakun miałby mniejsze pole manewru (jego ruch ledwo mieścił by się na planszy).
[408,985]
Ponoć w zamierzchłych czasach wieża poruszała się tylko o dwa pola poziomo lub pionowo, a goniec o dwa pola po skosie. I faktycznie wtedy ruch skoczka był idealnie pośredni miedzy ruchami tych figur.
Zatrudniając aparat matematyczny wyszło mi, że minimum odchylenia od tego kąta będę miał przy wartościach ruchu [x,y] = [985,408], ale to liczone tylko dla jednego ruchu, a przecież kierunek ruchu to może być wypadkowa jakiejś tendencji. Na przykład konik może ruszać się przecież (według notacji [x,y]) albo [2,1] albo [1,2] i dla kombinacji [1,2][2,-1] mamy ruchy wielbłąda, dla ruchów [1,2] i [2,1] powtarzanych mamy ruchy gońca. Może można znaleźć kombinację ruchów na przykład konika dla których wypadkowa kierunku jego ruchu będzie równa 22,5 stopnia. Ale to raczej mija się z celem, ponieważ taka kombinacja ruchów i tak daje przecież jakiś początek i koniec, co dałoby jakiegoś skokuna, jak wspomniane wcześniej ruchy gońca i wielbłąda uzyskane z kombinacji ruchów skoczka. Tak więc znalazłem powiedzmy skokuna o parametrach [985,408] 🙂
Najbliżej ideału jest skakun [408,985].
Tg(22,5)=0,4142135623730950488016887242097
a 408/985=0,41421319796954314720812182741117
Pozdrowienia
x/2009=tg(22,5 st)
x/2009~=0,414
x=832—->
[2009,832]
Takie proste, czy ja coś uprościłem?
Witam
Wydaje mi się że najbliższy 22,5 stopnia będzie skakun [408,985]
Pozdrawiam
peha
[x,y]=[985,408]
Ja stawiam na szynszylę [985,408].
Z obliczeń wynika, że najbliższy „pośredni” skakun mógłby mieć kierunek ruchu 22,49998218 stopnia i poruszałby się [985, 408]. Jaką miałby nazwę, tego nie wiem 🙂 Nie wiem też, czy dostałby się na wszystkie pola planszy, ale może nie każe nam Pan tego udowadniać.
Hmm. Tylko dlaczego nikt nie wyjasnil ew. postronnym czytelnikom (ktorych podobno tu jest sporo) skad sie wzial taki wynik?
1) tg(22,5st) = tg (Pi/8) = sqrt(2) – 1 (latwo wyliczyc np. znajac wzor na podwojony sinus i kosinus)
2) sqrt(2)-1 jest pierwiastkiem rownania x^2+2x-1 = 0, po przeksztalceniu:
x = 1 / (2 +x), co pozwala zapisac:
3) sqrt(2)-1 = 1 / (2+ 1/(2+ …)) albo (nie wiem czy bedzie czytelne:
………………………..1…….
sqrt(2)-1 = —————–
………………2+……..1…….
…………………..————-
…………………..2+…..1…..
………………………———- itd…
4) teraz niestety trzeba zaprzac aparat matematyczny, zeby wiedziec ze najlepszym przyblizeniem (o danym ograniczeniu na mianownik) wymiernym dowolnej liczby (wymiernej i niewymiernej) jest ulamek lancuchowy (taki jak powyzej)
5) teraz pozostalo tylko wypisac kolejne ulamki (obcinamy na kolejnym miejscu „itd”):
1/2, 2/5, 5/12, 12/29, 29/70, 70/169, 169/408, 408/985, 985/2378
Jak widac ostatni jest juz „za duzy” na plansze 2009×2009, co daje pozadana odpowiedz.
Dla porownania:
tg(Pi/8) ~ 0,4142135625
408/985 ~ 0,4142131980
832/2009 ~ .4141363863
833/2009 ~ .4146341463
Esteon pisze:
4) teraz niestety trzeba zaprząc aparat matematyczny, żeby wiedzieć że najlepszym przybliżeniem (o danym ograniczeniu na mianownik) wymiernym dowolnej liczby (wymiernej i niewymiernej) jest ułamek łańcuchowy (taki jak powyżej)
Jeżeli trzeba zaprząc aparat matematyczny, to jedynie do przypomnienia sobie istnienia czegoś takiego jak ułamek łańcuchowy i możności przybliżania nim dowolnej liczby rzeczywistej. A jak już pokonamy Alzheimera, wtedy wystarczy
z równości
1/(k+a)=a
wyznaczyć k dla a = sqrt2 – 1
Łatwo wyliczyć, że k = 2.
Nie wiem natomiast, czy rzeczywiście spośród wszystkich ciągów liczb wymiernych akurat ciąg generowany przez ułamek łańcuchowy daje najlepsze przybliżenie liczby rzeczywistej. Ale pewnie tylko ja nie wiem.
Pozdrawiam
Anka
??? Slowo aparat oczywiscie tyczy sie twierdzenia o najlepszym przyblizeniu (2-go rodzaju, skoro o tym mowa)
Twierdzenie (w troche slabszej wersji) widnieje w
http://en.wikipedia.org/wiki/Continued_fraction#Theorem_5
(mozna je troche wzmocnic, zeby twierdzic ze lepsze przyblizenie niz dane przez ulamek lancuchowy mozna dostac dopiero przy nastepnym ulamku)
Nie wydaje mi sie, zeby to byla klasyczna wiedza matematyczna i raczej wiecej osob o tym nie wie.
Ojej. Oczywiscie „wiecej osob o tym nie wie” ma znaczyc, ze procent osob znajacych takie fakty jest niewielki (w calej populacji, ale tez i wsrod absolwentow matematyki)…
Kurcze, co wypowiedz, to cos pisze nieprecyzyjnie…