四开关趣题

上次师院老师给我们上课时出了一道趣题。在一个门上,有一个圆形的转盘,上面有四个开关(上下左右),每次可以抓住两个开关,分别对它进行操作(设置成开或关)。但是圆盘会飞速转动,也就是说,当你的手伸入圆盘时,你可以并且尽可以抓到两个开关;而当你手伸出来后,你无法知道你下一次抓的是什么。当四个开关同为开或同为关,门就会打开。问能否在有限次的操作内打开这扇门?

答案(最简单的方法貌似不是这样):

可以的。我可以在7步内解出来。

首先我们规定“抓对角线”表示抓两个不相邻的开关,“抓一条边”表示抓两个相邻的开关。

对于无限的博弈,我们自然希望将无限的状态转为有限的。

那么我们此时就有必胜态:对角线同为0或1,此时抓一次对角线即可通过。


再看看一些性质:对于左边这种图形,抓对角线并交换,产生的新状态与旧状态等价(3:1)。

抓一条边并随机将一个置成开,另一个置成关,这样一定可以转换成2:2的状态。


对于左边这种图形,抓对角线并交换,产生与旧状态等价的新状态;抓一条边并取反要么可以得到前面的必胜态,要么可以直接打开


有了这边这几条规则,就可以通过消去状态来解决问题了。简单的说就是:

1.抓对角线,若两个相同则取反,否则交换。

2.抓一条边,若两个相同则取反,否则交换。

3.抓对角线,若两个相同则取反,否则交换。

4.抓一条边,若两个相同则一开一关,否则交换。

5.抓对角线,若两个相同则取反,否则交换。

6.抓一条边,若两个相同则取反,否则交换。

7.抓对角线,并取反。

每一步都消去一些状态,具体的明天讲讲,今天来不及了。

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