Puzzle "trn"

"Trn" hlavolam  je spojkový hlavolam , skládající se z tyčí se zářezy, jejichž kombinací můžete získat trojrozměrnou , obvykle symetrickou figurku. Tyto hlavolamy jsou tradičně vyráběny ze dřeva, ale najdou se i plastové nebo kovové verze. "Trny" jsou obvykle vyrobeny s vysokou přesností, aby bylo zajištěno snadné posouvání a přesné vyrovnání dílů. V poslední době se definice „ostnu“ poněkud rozšířila a netýká se již pouze hlavolamů založených na tyčích.

Termín „trn“ poprvé zmínil v roce 1928 Edwin Wyatt [1] , ale z textu knihy je zřejmé, že tento termín byl hojně používán již dříve. Tento termín se vztahuje na trnovitý tvar mnoha hlavolamů tohoto typu (když jsou sestaveny) .

Původ "trn" hlavolamů není znám. První známý záznam [2] se objevil v roce 1698 jako rytina na titulní straně Cyclopedia . [3] . Pozdější odkazy lze nalézt v německých katalozích z konce 18. a počátku 19. století [4] . Existuje názor, že "ostny" vynalezli Číňané , stejně jako jiné klasické hádanky, jako je tangram [5]

Trn, šestidílný

Šestidílný trn, známý také jako „uzel“ nebo „čínský kříž“, je nejznámější a pravděpodobně nejstarší trnová hlavolam. Ve skutečnosti se jedná o rodinu hlavolamů, které mají po složení stejný tvar a stejnou základní sadu komponent. Nejstarší americký patent na hlavolam tohoto druhu pochází z roku 1917 [6] .

Po mnoho let byl šestidílný „trn“ populární, ale nadšenci ho považovali za banální a nezajímavý. Většina vyrobených a prodávaných hlavolamů si byla podobná a většina z nich obsahovala „klíčový“ dílek, blok bez zářezů, který se dal snadno odstranit. Koncem 70. let si však šestidílný „trn“ znovu získal pozornost vynálezců a sběratelů, a to především díky počítačové analýze matematika Billa Cutlera a jeho publikaci ve sloupku Martina Gardnera v Scientific American [7] .

Struktura

Všech šest dílků skládačky jsou čtvercové tyče stejné délky (které jsou alespoň třikrát delší než jejich šířka). Po sestavení jsou tyče uspořádány do dvojic ve třech na sebe kolmých směrech, které se vzájemně kříží. Prohlubně všech tyčí jsou umístěny v oblasti křížení, takže vybrání nejsou při montáži vidět. Všechna vybrání lze popsat jako odstranění kostek (s hranou rovnou polovině šířky lišty), jak je znázorněno na obrázku:

Existuje 12 možných míst k odstranění kostek a různé hádanky v této rodině jsou vyrobeny z tyčí s jinou sadou odstraněných kostek. Existuje 4096 možností pro odstranění kostek. Z nich odstraníme ty, které vedou ke stejným prutům, ve výsledku zůstane 837 možných prutů [8] . Teoreticky lze z těchto dílů vytvořit více než 35 miliard možných hlavolamů, ale počet skutečných hlavolamů se odhaduje na necelých 6 miliard (tedy těch, ze kterých lze reálně sestavit figurku) [9] .

Pevné "ostny"

Skládačka "trn" bez vnitřních dutin, když je sestavena, se nazývá pevný "trn" . Hádanku lze vyřešit odstraněním bloku nebo skupiny bloků v jednom kroku. Do konce 70. let 20. století se pevným „trním“ věnovala většina pozornosti a publikací vztahujících se pouze k tomuto typu [11] . Počet možných pevných „ostnů“ je 119 979 při použití 369 typů tyčí. Všechny tyto hádanky vyžadují celkem 485 dílků, protože některé hádanky používají stejné dílky [8] .

Typy tyčí

Z estetických, ale především praktických důvodů lze tyče rozdělit do dvou typů:

59 tyčí, které lze použít, má průchozí zářezy, včetně tyče bez zářezů. Pouze 25 z nich lze použít k vytvoření pevných hádanek. Tato sada, často označovaná jako "25 zářezových tyčí", spolu se 17 duplikáty, lze použít k výrobě 221 různých druhů "ostnů". Některé z těchto hádanek mají více než jedno řešení, což dává celkem 314 řešení. Tyto tyče jsou velmi oblíbené a jejich kompletní sadu vyrábí a prodává mnoho firem.

"Trns" s prázdnotou

Pro všechny pevné "ostny" je nutný jeden pohyb k odstranění první tyče nebo několika tyčí. "Trn" s dutinami , který má po sestavení vnitřní dutiny, může vyžadovat více než jeden pohyb. Počet tahů potřebných k odstranění prvního bloku se považuje za úroveň hádanky. Všechny pevné "ostny" tedy mají úroveň 1. Čím vyšší úroveň, tím obtížnější je hádanka.

Během 70. a 80. let se odborníci snažili najít „ostny“ s nejvyšší úrovní. V roce 1979 našel americký designér a řemeslník Steward Coffin puzzle 3. úrovně. V roce 1985 našel Bill Cutler hádanku 5. úrovně [12] a brzy hádanku 7. úrovně našel Izraelec Philippe Dubois [11] . V roce 1990 Cutler dokončil poslední část své analýzy a zjistil, že nejvyšší úroveň hádanek s řezem byla 5 a že takových hádanek bylo 139. Nejvyšší úroveň pro "ostny" šesti taktů s více než jedním řešením je 12, což znamená, že k uvolnění prvního taktu je potřeba 12 tahů [9] .

"Thorn" tří taktů

"Trn" ze tří tyčí, vyrobený s "normálními" obdélníkovými zářezy (jako u "trnů" ze šesti tyčí), nelze sestavit ani rozebrat [13] . Existují však některé "ostny" tří tyčí se zářezy jiného druhu. Nejznámější hlavolam tohoto typu je ten, o kterém se zmiňuje Wyatt v knize z roku 1928, který se skládá ze zaoblených dílků, které je třeba otáčet [1] .

Pozoruhodné rodiny Thorn

Altecruze

Hlavolam Altecruze je pojmenován po majiteli patentu z roku 1890, ačkoli hlavolam existoval již dříve [14] . Příjmení „Altekruse“ je rakousko - německého původu a v němčině znamená „starý kříž“ , což vedlo k podezření, že jde o pseudonym , ale člověk s takovým příjmením v roce 1844 emigroval do Ameriky spolu se třemi bratry, aby se vyhnul povolání do pruské armády a existuje podezření, že to byl jeden z těch, kdo vyplnil patent z roku 1998 .

Klasické puzzle Altcruze se skládá z 12 stejných dílků. Chcete-li ji rozložit, musíte obě poloviny puzzle posunout v opačných směrech. Pokud použijete další dvě stejné tyče, lze puzzle sestavit jiným způsobem. Na stejném principu můžete sestavit další puzzle této rodiny s 6, 24, 36 a tak dále. Navzdory své velikosti nejsou tyto velké hádanky považovány za příliš obtížné, ale vyžadují trpělivost a zručnost .

Chuck

Puzzle Chuck vyvinul a patentoval Edward Nelson v roce 1897 [15] . Design vylepšil Ron Cook z britské společnosti Pentangle Puzzles , který navrhl další puzzle z této rodiny [16]

Puzzle Chuck se skládá převážně z dílků ve tvaru U různých délek a některé mají další zářezy, které se používají jako klíče. Chcete-li vytvořit větší dílky skládačky (pojmenované „Papa Chuck“, „Grandpa Chuck“ a „Great Grandpa Chuck“), musíte přidat delší dílky. "Chuck" může být považován za rozšíření "ostnu" šesti velmi jednoduchých barů, hádanky zvané "Child Chuck", kterou lze velmi snadno vyřešit. Dílky skládačky různých délek lze použít i k vytvoření nesymetrických dílků, ale sestavených stejným způsobem jako originální puzzle.

Pagoda

Původ skládačky Pagoda, někdy označované jako „japonský krystal“, není znám. Hádanka je zmíněna ve Wyattově knize z roku 1928 [1] . Na hlavolamy této rodiny lze nahlížet jako na rozšíření "ostnu" ze tří tyčí ("Pagoda" velikost 1), ale hlavolamy nevyžadují speciální zářezy. "Pagoda" velikosti 2 má 9 dílů, zatímco větší verze mají 19, 33, 51 a tak dále. Velikost "pagody" se skládá z částí.

Diagonální "ostny"

Zatímco většina hlavolamů s trny je vyrobena se čtvercovými zářezy, některé jsou vyrobeny s diagonálními zářezy. Části diagonálního "trnu" jsou čtvercové tyče s výřezy ve tvaru písmene V pod úhlem 45°. Tyto hlavolamy se často označují jako "hvězdy" a okraje tyčí jsou z estetických důvodů řezány pod úhlem 45°, což dává sestavené skládačce vzhled podobný hvězdě .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Wyatt, 1928 .
  2. ↑ Slocum, 1698 .
  3. ↑ Titulní strana Cyclopedia na Wikimedia Commons .
  4. ↑ Slocum, Gebbardt, 1997 .
  5. ↑ Zhang, Rasmussen, 2008 ( Stránka o "kaktusových" hádankách na webu knihy Archivováno 28. ledna 2013 na Wayback Machine ).
  6. ↑ Americký patent č. 1 225 760 z roku 1917. Puzzle . Popis patentu na webu US Patent and Trademark Office .
  7. ↑ Gardner 1978 , str. 14–26.
  8. ↑ 12 Cutler , 1978 , str. 241–250.
  9. ↑ 12 Bill Cutler . Počítačová analýza všech 6-dílných otřepů (1994). Datum přístupu: 07. listopadu 2016.
  10. ↑ Hoffmann, 1893 , str. Kapitola III, č. XXXVI.
  11. ↑ 12 Rakev , 1992 .
  12. ↑ Dewdney, 1985 , s. 16–27.
  13. ↑ Jürg von Kanel. Třídílné otřepy . IBM (1997). Získáno 07. listopadu 2016. Archivováno z originálu 11. ledna 2012.
  14. ↑ Americký patent č. 430 502 z roku 1890. Block Puzzle . Popis patentu na webu US Patent and Trademark Office .
  15. ^ Patent USA č. 588 705 z roku 1897. Puzzle . Popis patentu na webu US Patent and Trademark Office .
  16. ↑ WoodChuck Puzzle (odkaz dolů) . Datum přístupu: 19. února 2013. Archivováno z originálu 5. srpna 2013. 

Literatura

Odkazy