Hanois tårn

Del 2, alle hjelpemidler

Hanois tårn

Spillet «Hanois tårn» består av tre pinner og en mengde disker med ulik radius som skal tres på pinnene.

Når spillet starter, skal alle diskene være plassert på samme pinne. Ingen av diskene skal ha en større disk liggende oppå seg.

Målet er å flytte alle diskene over på én av de to ledige pinnene. Det er bare lov å flytte én disk av gangen. Diskene som ikke flyttes, må ligge på en pinne. Det er aldri lov å plassere en større disk oppå en mindre disk.

Det minste antallet forflytninger du må gjøre for å flytte n disker kaller vi F(n).

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem F(3).

Hanois tårn: tre disker skal flyttes fra venstre til høyre pinne

Det er en rekursiv sammenheng mellom F(n) og F(n−1).

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem den rekursive sammenhengen. Bruk denne til å bestemme F(10).

Hanois tårn med ti disker på venstre pinne

Det finnes også en eksplisitt formel for F.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Undersøk og finn denne formelen.

Fasit

F(3)=7

F(n)=2⋅F(n−1)+1, F(10)=1023

F(n)=2n−1

LøsningsforslagKI-generert

Vi skal flytte 3 disker fra venstre pinne til høyre pinne. Kall pinnene A (venstre), B (midtre) og C (høyre), og diskene 1 (minst), 2 (mellom) og 3 (størst).

Strategien er: flytt de to øverste diskene til midtpinnen, flytt den største til høyre, og flytt de to øverste tilbake.

  1. Disk 1: A → C
  2. Disk 2: A → B
  3. Disk 1: C → B
  4. Disk 3: A → C
  5. Disk 1: B → A
  6. Disk 2: B → C
  7. Disk 1: A → C

Det er altså 3+1+3=7 trekk, og vi kan ikke gjøre det på færre.

𝐅(𝟑)=𝟕

For å flytte n disker fra pinne A til pinne C bruker vi denne strategien:

  1. Flytt de øverste n−1 diskene fra A til B. Det krever F(n−1) trekk.
  2. Flytt den største disken fra A til C. Det er 1 trekk.
  3. Flytt de n−1 diskene fra B til C. Det krever igjen F(n−1) trekk.

Den rekursive sammenhengen er:

F(n)=F(n−1)+1+F(n−1)=2⋅F(n−1)+1

med startverdien F(1)=1.

Vi bygger opp tabellen:

nF(n)=2⋅F(n−1)+1
11
22⋅1+1=3
32⋅3+1=7
42⋅7+1=15
52⋅15+1=31
62⋅31+1=63
72⋅63+1=127
82⋅127+1=255
92⋅255+1=511
102⋅511+1=1023
𝐅(𝟏𝟎)=𝟏𝟎𝟐𝟑

Fra tabellen i b) ser vi at verdiene er 1,3,7,15,31,… Vi legger merke til at disse er 21−1,22−1,23−1,24−1,25−1,…

Vi gjetter at den eksplisitte formelen er:

F(n)=2n−1

Verifisering: Vi setter inn i rekursjonen og sjekker at formelen stemmer:

2⋅F(n−1)+1=2⋅(2n−1−1)+1=2n−2+1=2n−1=F(n)✓

Formelen er altså konsistent med rekursjonen. Kombinert med startverdien F(1)=21−1=1 gir dette:

𝐅(𝐧)=𝟐𝐧−𝟏

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt