Математические байки
Теперь можно скрестить код Хэмминга с идеей бита контроля чётности: раньше, честные ответы для любых двух чисел отличались минимум в трёх местах. Именно поэтому мы в принципе могли исправить один ошибочный ответ: если бы нашлись числа, для которых честные…
Опять же, можно показывать фокус в двух вариантах:
(а) загадывающий может соврать один или два раза. Если он соврал один раз — фокусник угадывает, если два — просто говорит «не верю».
(б) загадывающий может соврать один раз, и дополнительно — про одну карточку может отказаться отвечать.
Для случая (а) — опять же, раскладываем карточки в зависимости от ответов на две кучки, берём ту, которая меньше (считать проще), и считаем XOR синих кодов (уже четырёхбитовых).
- Если получилось 0000 — загадывающий не соврал ни одного раза (для контроля: так бывает только если ответов «да» — 0, 4 или 8; причём не все наборы с 4 «да» подойдут).
- Если получился код с одной или тремя единицами — это код той карточки, где он соврал; находим её и (комментируя) перекладываем в другую стопку.
- Если получилось что-то ещё — загадывающий соврал два раза, говорим «не верю»
А имея правильные ответы — первые 4 карточки это двоичная запись, так что складываем красные числа (первые на карточках с тремя единицами в коде), попавшие в стопку «да».
(а) загадывающий может соврать один или два раза. Если он соврал один раз — фокусник угадывает, если два — просто говорит «не верю».
(б) загадывающий может соврать один раз, и дополнительно — про одну карточку может отказаться отвечать.
Для случая (а) — опять же, раскладываем карточки в зависимости от ответов на две кучки, берём ту, которая меньше (считать проще), и считаем XOR синих кодов (уже четырёхбитовых).
- Если получилось 0000 — загадывающий не соврал ни одного раза (для контроля: так бывает только если ответов «да» — 0, 4 или 8; причём не все наборы с 4 «да» подойдут).
- Если получился код с одной или тремя единицами — это код той карточки, где он соврал; находим её и (комментируя) перекладываем в другую стопку.
- Если получилось что-то ещё — загадывающий соврал два раза, говорим «не верю»
А имея правильные ответы — первые 4 карточки это двоичная запись, так что складываем красные числа (первые на карточках с тремя единицами в коде), попавшие в стопку «да».
Для случая (б) — откладываем карточку C, про которую мы не знаем ответа, в сторону, и смотрим XOR в какой-нибудь (меньшей по размеру) из кучек К.
- Если получилось 0000 — нам не соврали, а C нужно положить в другую кучку K’.
- Если получился код C — нам не соврали, а C нужно положить в ту же кучку K.
- Если ни то, ни другое, но в сумме одна или три единицы, то нам соврали, и эта сумма это код соответствующей карточки. Перекладываем её из одной кучки в другую, и кладём С в K’.
- И наконец, иначе добавляем ещё и код C; должен получиться код карточки, которую нужно переложить из одной кучки в другую. А карточку C кладём в K.
Всё, враньё поймали, разложили ответы правильно, и опять складываем красные числа в стопке «да».
- Если получилось 0000 — нам не соврали, а C нужно положить в другую кучку K’.
- Если получился код C — нам не соврали, а C нужно положить в ту же кучку K.
- Если ни то, ни другое, но в сумме одна или три единицы, то нам соврали, и эта сумма это код соответствующей карточки. Перекладываем её из одной кучки в другую, и кладём С в K’.
- И наконец, иначе добавляем ещё и код C; должен получиться код карточки, которую нужно переложить из одной кучки в другую. А карточку C кладём в K.
Всё, враньё поймали, разложили ответы правильно, и опять складываем красные числа в стопке «да».
Ну и последний сюжет. Код Адамара — он же код Рида-Мюллера RM(1,4).
Это код типа [16,5,8] — то есть в 16 битах сообщения мы передаём 5 бит информации, а кодовое расстояние равно 8.
Соответственно — загадывающему можно разрешить соврать 3 раза, или 2 раза соврать, а ещё про 3 карточки отказаться отвечать. И всё равно можно будет угадать загаданное число!
На этот раз карточки нужно не разрезать, а оставить одним большим квадратом 4x4. И запастись 20 «жетончиками» (монетками, или ещё чем-нибудь) — чтобы зафиксировать ответы и вести промежуточные вычисления. Можно, конечно, и ручкой отмечать, но тогда карточки одноразовыми будут, а это жалко.
Начало обычное — фокусник спрашивает, на каких из 16 « карточек » (квадратов 4x4) присутствует загаданное число. И загадывающий или фокусник как-то это отмечают: скажем, раскладывают монетки на те квадраты, где ответ « да » (и пустые бумажки на те, где загадывающий промолчал).
А вот дальше — интересное.
Это код типа [16,5,8] — то есть в 16 битах сообщения мы передаём 5 бит информации, а кодовое расстояние равно 8.
Соответственно — загадывающему можно разрешить соврать 3 раза, или 2 раза соврать, а ещё про 3 карточки отказаться отвечать. И всё равно можно будет угадать загаданное число!
На этот раз карточки нужно не разрезать, а оставить одним большим квадратом 4x4. И запастись 20 «жетончиками» (монетками, или ещё чем-нибудь) — чтобы зафиксировать ответы и вести промежуточные вычисления. Можно, конечно, и ручкой отмечать, но тогда карточки одноразовыми будут, а это жалко.
Начало обычное — фокусник спрашивает, на каких из 16 « карточек » (квадратов 4x4) присутствует загаданное число. И загадывающий или фокусник как-то это отмечают: скажем, раскладывают монетки на те квадраты, где ответ « да » (и пустые бумажки на те, где загадывающий промолчал).
А вот дальше — интересное.
Давайте для начала посмотрим, как устроен сам этот код. Загадано число от 0 до 31 — то есть его 5 бит двоичной записи,
a_4 a_3 a_2 a_1 a_0.
Сопоставим нашим карточкам 16 вершин 4-мерного булевского куба {0,1}^4. И превратим наши 5 бит в 5 коэффициентов аффинной (линейной неоднородной) функции на этом кубе:
L (x_0,x_1,x_2,x_3) = a_0 x_0 + a_1 x_1 + a_2 x_2 + a_3 x_3 + a_4.
Её 16 значений во всех вершинах — это и есть наш код.
И то, что кодовое расстояние равно 8, проверяется мгновенно: ведь ненулевая аффинная функция на булевском гиперкубе ненулевая по меньшей мере в половине его вершин (или во всех, если она константа).
Правда, изящно?
Осталось научиться восстанавливать исходное число!
a_4 a_3 a_2 a_1 a_0.
Сопоставим нашим карточкам 16 вершин 4-мерного булевского куба {0,1}^4. И превратим наши 5 бит в 5 коэффициентов аффинной (линейной неоднородной) функции на этом кубе:
L (x_0,x_1,x_2,x_3) = a_0 x_0 + a_1 x_1 + a_2 x_2 + a_3 x_3 + a_4.
Её 16 значений во всех вершинах — это и есть наш код.
И то, что кодовое расстояние равно 8, проверяется мгновенно: ведь ненулевая аффинная функция на булевском гиперкубе ненулевая по меньшей мере в половине его вершин (или во всех, если она константа).
Правда, изящно?
Осталось научиться восстанавливать исходное число!
Математические байки
Давайте для начала посмотрим, как устроен сам этот код. Загадано число от 0 до 31 — то есть его 5 бит двоичной записи, a_4 a_3 a_2 a_1 a_0. Сопоставим нашим карточкам 16 вершин 4-мерного булевского куба {0,1}^4. И превратим наши 5 бит в 5 коэффициентов аффинной…
Если у линейной функции по модулю 2 коэффициент при каком-то x_i равен 0, то на каждом ребре гиперкуба этого направления значения совпадают; а если 1, то различаются.
Соответственно, так можно узнать последние 4 бита двоичной записи. Для каждого из направлений смотрим на все 8 рёбер (пар ответов) этого направления. Берём те из них, где известны оба ответа (выкидываем, если один из результатов неизвестен). У оставшихся проводим голосование простым большинством: если больше различающихся, то соответствующий бит равен 1, если больше одинаковых, то 0. И записываем этот результат (например: если различаются, то кладём монетку в соответствующий квадратик сверху).
На примере выше — ответы без вранья и без отказа от ответов. Видно, что на всех парах рёбер « направления 1 » значения различаются, а на всех парах рёбер « направления 2 » они совпадают. Значит, бит единиц равен 1, а бит двоек равен 0.
Соответственно, так можно узнать последние 4 бита двоичной записи. Для каждого из направлений смотрим на все 8 рёбер (пар ответов) этого направления. Берём те из них, где известны оба ответа (выкидываем, если один из результатов неизвестен). У оставшихся проводим голосование простым большинством: если больше различающихся, то соответствующий бит равен 1, если больше одинаковых, то 0. И записываем этот результат (например: если различаются, то кладём монетку в соответствующий квадратик сверху).
На примере выше — ответы без вранья и без отказа от ответов. Видно, что на всех парах рёбер « направления 1 » значения различаются, а на всех парах рёбер « направления 2 » они совпадают. Значит, бит единиц равен 1, а бит двоек равен 0.
В «направлении 4» значения пар опять совпадают, а в «направлении 8» — все отличаются. Значит, бит четвёрок равен 0, а бит восьмёрок — 1. Итого, наше число это *1001, то есть либо это 9, либо это 16+9.
Из двух чисел, отличающихся только старшим битом (a_4) двоичной записи, на каждой карточке присутствует ровно одно. Так что, когда мы голосованием выяснили четыре младших бита и нашли соответствующее число — смотрим, на каких карточках оно встречается. Если видим, что плюс-минус на тех же, которые указал отгадывающий (отклонение не больше разрешённого количества неверных ответов), то мы угадали. Если практически «всё наоборот», то нужно прибавить 16. А если ни то, ни то, то вообще-то так быть не должно, так что фокуснику нужно перепроверить себя.
Несколько сложно, да — но получается очень устойчивый код. И почти такой же код — только R(1,5), а не R(1,4), то есть код типа [32,6,16] — реально применялся в космосе для связи с Маринером-9!
Несколько сложно, да — но получается очень устойчивый код. И почти такой же код — только R(1,5), а не R(1,4), то есть код типа [32,6,16] — реально применялся в космосе для связи с Маринером-9!
Forwarded from Непрерывное математическое образование
в 2005 году на ММО предлагалось разрезать круг на равные части так, чтобы центр не лежал на границе хотя бы одной из них (С.Маркелов)
на картинке — решение 1502 года от Дионисия и мастерской (via Н.Андреев)
¹ №35 на http://www.dionisy.com/museum/447/
на картинке — решение 1502 года от Дионисия и мастерской (via Н.Андреев)
¹ №35 на http://www.dionisy.com/museum/447/
Математические байки
Это немного оффтопик, но сегодня — частичное солнечное затмение: https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2021-june-10 (Сразу: на Солнце нельзя!! смотреть без защиты! И даже солнечных очков недостаточно: они тоже на взгляд прямо на Солнце не рассчитаны!!)…
Если вдруг меня читает кто-то из Америки — помните, что у вас сегодня (вот прямо буквально через пару часов) кольцевое солнечное затмение:
https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2023-october-14
Скажем, если вы в Лос-Анджелесе — кольцевое, конечно, не покажут, но Луна закроет довольно заметную часть Солнца. Так что стандартная техника камеры-обскуры, «сделать несколько дырочек в листе бумаги/картона и смотреть на отбрасываемую им тень», вполне покажет сильно покусанные полумесяцы.
(Images credit: https://www.timeanddate.com/ )
И напоминаю: на Солнце нельзя!! смотреть без защиты! И даже солнечных очков недостаточно: они тоже на взгляд прямо на Солнце не рассчитаны!!
https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2023-october-14
Скажем, если вы в Лос-Анджелесе — кольцевое, конечно, не покажут, но Луна закроет довольно заметную часть Солнца. Так что стандартная техника камеры-обскуры, «сделать несколько дырочек в листе бумаги/картона и смотреть на отбрасываемую им тень», вполне покажет сильно покусанные полумесяцы.
(Images credit: https://www.timeanddate.com/ )
И напоминаю: на Солнце нельзя!! смотреть без защиты! И даже солнечных очков недостаточно: они тоже на взгляд прямо на Солнце не рассчитаны!!
Математические байки
Если вдруг меня читает кто-то из Америки — помните, что у вас сегодня (вот прямо буквально через пару часов) кольцевое солнечное затмение: https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2023-october-14 Скажем, если вы в Лос-Анджелесе — кольцевое, конечно, не покажут…
P.S. Про наблюдение — скопирую из поста 2021 года:
==
Оптимальный способ наблюдения — делается дырочка (или несколько) в листе картона или плотной бумаги, и смотрится на тень от этого листа:
https://www.timeanddate.com/eclipse/make-pinhole-projector.html
Плюс такого наблюдения — безопасность: при таком наблюдении нет нужды смотреть даже вообще в сторону Солнца.
(Вот тут фотография тени дерева — где таких просветов в листве оказалось много: http://www.astronet.ru/db/msg/1162946 )
==
Оптимальный способ наблюдения — делается дырочка (или несколько) в листе картона или плотной бумаги, и смотрится на тень от этого листа:
https://www.timeanddate.com/eclipse/make-pinhole-projector.html
Плюс такого наблюдения — безопасность: при таком наблюдении нет нужды смотреть даже вообще в сторону Солнца.
(Вот тут фотография тени дерева — где таких просветов в листве оказалось много: http://www.astronet.ru/db/msg/1162946 )
Timeanddate
DIY Pinhole Projector to Safely Watch a Solar Eclipse
Instructions on how to DIY a pinhole projector using cardboard and household items, to safely see a solar eclipse.
Forwarded from Непрерывное математическое образование
https://mccme.ru/nir/seminar/
в четверг (19.10) на семинаре учителей математики Наталья Нетрусова будет рассказывать про семейный турнир головоломок в Тбилиси, Иван Яковлев — про телеграм-канал «Кроссворд Тьюринга»
19:00Msk, zoom, подробности на сайте
в четверг (19.10) на семинаре учителей математики Наталья Нетрусова будет рассказывать про семейный турнир головоломок в Тбилиси, Иван Яковлев — про телеграм-канал «Кроссворд Тьюринга»
19:00Msk, zoom, подробности на сайте
Forwarded from Непрерывное математическое образование
в качестве картинок по выходным — напечатанное на 3d-принтере фрактальное дерево и его тени
(via complextrees.com via Н.Андреев)
(via complextrees.com via Н.Андреев)
Можете ли вы, не смотря на небо, сказать, какая сейчас фаза Луны?
Final Results
17%
новолуние
44%
первая четверть
9%
полнолуние
30%
третья четверть
Математические байки
Можете ли вы, не смотря на небо, сказать, какая сейчас фаза Луны?
Моё решение: ====== ===== ==== (=========) ========= ========, поэтому [ответ]
Математические байки
Моё решение: ====== ===== ==== (=========) ========= ========, поэтому [ответ]
Расшифровка: «неделю назад было (кольцевое) солнечное затмение, поэтому первая четверть».
Собственно, затмение было 14-го, в субботу, так что в воскресенье 22-го линия терминатора на Луне была почти прямой.
А ещё есть такое правило — «затмения ходят парами с разницей в две недели» (только вот лунное видно отовсюду, откуда в нужное время видно Луну, а солнечное — только там, куда тень Луны упадёт, а это область маленькая). Так что вечером 28-го октября, если погода позволит, много откуда можно наблюдать частичное лунное затмение (см. скриншот с timeanddate.com).
Собственно, затмение было 14-го, в субботу, так что в воскресенье 22-го линия терминатора на Луне была почти прямой.
А ещё есть такое правило — «затмения ходят парами с разницей в две недели» (только вот лунное видно отовсюду, откуда в нужное время видно Луну, а солнечное — только там, куда тень Луны упадёт, а это область маленькая). Так что вечером 28-го октября, если погода позволит, много откуда можно наблюдать частичное лунное затмение (см. скриншот с timeanddate.com).
Математические байки
Расшифровка: «неделю назад было (кольцевое) солнечное затмение, поэтому первая четверть». Собственно, затмение было 14-го, в субботу, так что в воскресенье 22-го линия терминатора на Луне была почти прямой. А ещё есть такое правило — «затмения ходят парами…
Спасибо коллегам, приславшим два других решения:
И.П.: «Привет. Насчёт фазы луны -- я когда прочитал вопрос даже не понял что может быть другой ответ чем этот: В еврейском календаре Новый Год (Рош ха Шана) начинается в с новой луны. Симхат Тора - 23й день, а она была 2 недели назад…»
Е.С.: «Привет! Про луну. Про затмение я не сообразил, зато помнил, когда был Праздник середины осени (29 сентября). А в этот день надо любоваться полной луной.»
P.S. А тем временем почти неделя прошла — так что частичное лунное затмение уже завтра (28-го) ночью. Если будет хорошая погода — не пропустите.
И.П.: «Привет. Насчёт фазы луны -- я когда прочитал вопрос даже не понял что может быть другой ответ чем этот: В еврейском календаре Новый Год (Рош ха Шана) начинается в с новой луны. Симхат Тора - 23й день, а она была 2 недели назад…»
Е.С.: «Привет! Про луну. Про затмение я не сообразил, зато помнил, когда был Праздник середины осени (29 сентября). А в этот день надо любоваться полной луной.»
P.S. А тем временем почти неделя прошла — так что частичное лунное затмение уже завтра (28-го) ночью. Если будет хорошая погода — не пропустите.
Forwarded from Непрерывное математическое образование
globus1-ilyashenko.pdf
227.8 KB
к юбилею Юлия Сергеевича Ильяшенко — пусть здесь будет его обзор «Столетняя история 16-й проблемы Гильберта» в трудах семинара «Глобус»