f022 P Pentomino

Il pentomino P, puo' essere coperto per il 90% usando 2 tessere congruenti:

 _ _ _ _
|       |
|_ _ _  |
|    _|_|
|   |X|X|
|   |
|_ _|

Il 10% non coperto e' segnato con le X.
Il problema e' quello di trovare 2 tessere congruenti (uguali) con le quali coprire la massima superficie del pentomino.
Le tessere non possono essere sovrapposte e tessere speculari sono consentite.

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Livio Zucca

Forse ci sono:



Ho corretto i conti con il calcolo analitico ed ho corretto la figura.
E' possibile che la diagonale si possa inclinare di un angolo diverso da 45°. In questo caso bisogna flippare il tassello di sinistra. I calcoli divetano un po' noiosi, pero'. Piu' che fare la derivata doppia per cercare il massimo, conviene cercare un'ottimizzazione numerica.

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Livio Zucca

Ho flippato il
tassello di sinistra e ho dato il tutto in pasto ad una Darwin Machine. Il nuovo record e' una copertura del 92.831+% con cui incomincio a sentirmi di sfidarvi a migliorarlo.
La figura potete vederla qua:
.
.


Le cifre esatte sono:
.375465210736568
48.9792454740763°
92.8310798767934%


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f023 Biliardo matematico
Proposto da Dario Uri il 01/03/1999

Un biliardo matematico e' di forma rettangolare con lati m ed n INTERI con quattro buche ai vertici.
Una palla esce da una delle buche di un biliardo matematico esattamente a 45 gradi.
Può rimbalzare indefinitamente o finirà prima o poi la sua corsa in una delle buche ??

Paolo

Finisce necessariamente in buca.

Essendo i due lati interi, la palla tocca le sponde sempre in punti di coordinate intere, e questi punti sono in numero finito.
Quindi, se prima non finisce in buca, ad un certo punto la palla dovrebbe colpire una sponda in un punto già toccato.
Supponiamo che questo avvenga, e sia P il primo punto toccato due volte.
Distinguiamo due casi:
a) la palla colpisce P entrambe le volte nello stesso verso. NON è possibile, perché i due segmenti di spezzata QP terminanti in P dovrebbero coincidere, quindi il *primo* punto toccato due volte non sarebbe P, ma Q.
b) la palla colpisce P prima in un verso, poi nell'altro. Il segmento QP che porta al secondo impatto dovrebbe essere uguale e contrario al segmento PQ che segue il primo, e anche in questo caso il primo punto toccato due volte sarebbe Q.

Dario

Bellissimo! Col metodo della "discesa continua" alla Fermat.

Si può anche spiegare cosi':
Disegnando il nostro rettangolo mn su un foglio a quadretti e prendendo come unità la diagonale di un quadretto, la palla toccherà le pareti verticali dopo m,2m,3m... e le pareti orizzontali dopo n,2n,3n...
m ed n devono avere un mcm, a quel punto la palla tocca contemporaneamente una parete verticale ed una orizzontale... come dire
si infila in buca.


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f026 Bocconi
proposto da Dario Uri il 13/03/1998

Oggi si e' svolta in tutta Italia la semifinale dei campionati internazionali di giochi matematici organizzati dalla Bocconi. Tra gli altri, c'era un problema cattivello:

0 X 0 0 0 0 0 0 0 X 0
0 X 0 0 0 0 0 0 X 0 0
0 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0
0 0 0 0 0 0 0 X X 0 0
X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X
0 0 0 X 0 X 0 0 0 0 0
0 0 0 0 X 0 X 0 0 0 0
0 0 X 0 X 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 X 0 0 0 X
X 0 X 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 X 0 X 0 0 0 0 0

Su una scacchiere 11*11 sono state scelte 22 caselle in ragione di 2 per riga e 2 per colonna.
Due scelte sono considerate equivalenti se possono essere ricavate l'una dall'altra attraverso permutazioni di righe e/o colonne.
Quante sono le scelte non equivalenti possibili ?

Paolo

Quattordici.

Consideriamo una scacchiera generica n*n, con due pedine per riga e due per colonna.
Per n=2 esiste un'unica soluzione banale.
Per n=3 esiste ugualmente la soluzione unica:

XX0
0XX
X0X

o altre ottenibili da questa con permutazioni di righe e/o colonne.

Per n=4 considero i due schemi seguenti:

XX00   AA00
0XX0   AA00
00XX   00BB
X00X   00BB

Se unisco con segmenti le pedine nella stessa riga e nella stessa colonna, nel primo caso ottengo una spezzata chiusa che tocca tutte le pedine, nel secondo due spezzate chiuse che toccano rispettivamente le pedine A e le B.
Qualsiasi permutazione di righe o colonne deforma la lunghezza dei segmenti, ma le spezzate toccano sempre le stesse pedine.
Quindi, partendo da qualsiasi disposizione valida, se ottengo una spezzata unica, con opportune permutazioni posso arrivare al primo schema, se ottengo
due spezzate 2*2 al secondo.

Per n=5:

XX000   AA000
0XX00   0AA00
00XX0   A0A00
000XX   000BB
X000X   000BB

Quindi un gruppo (una spezzata) unico, o due gruppi 3*3 e 2*2.

Nel caso proposto, n=11, si tratta di stabilire in quanti modi il numero 11 puo' essere espresso come somma di termini >=2.
Salvo errori dovrebbero essere possibili 14 schemi:
11, 9+2, 8+3, 7+4, 7+2+2, 6+5, 6+3+2, 5+4+2, 5+3+3, 5+2+2+2, 4+4+3,4+3+2+2,
3+3+3+2, 3+2+2+2+2.


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