Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 1.116

Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Naar aanleiding van een ander topic:
Nobully schreef:Een commandant heeft van zijn generaal een belangrijk strategisch bevel gekregen.

Hij moet al zijn tanks in een rechthoekige formatie plaatsen zodat aan de volgende voorwaarde voldaan is:"als de tanks op de omtrek van de rechthoek tot actie overgaan, dan moeten er nog dubbel zoveel tanks overblijven als er net vertrokken zijn." Wat is het minimum aantal tanks waarmee de commandant deze klus kan klaren en hoe moet hij de tanks plaatsen.
Het antwoord van dit raadsel staat overigens ook in het gegeven topic (ga er vanuit dat het correct is).

Zelf had ik het raadsel geïnterpreteerd als: Als alle tanks op de rand zijn vertrokken moeten er nog (minimaal) het dubbele aantal tanks overblijven.

Mijn aanpak was dan ook:
JWvdVeer schreef:Een rechthoek kent een hoogte en een breedte. De meest efficiënte rechthoek heet een vierkant, want dan is de omtrek van de rechthoek het kleinst ten opzichte van de oppervlakte. In dit geval moeten het aantal tanks op de rand van de rechthoek 1/3e zijn van de oppervlakte (totaal aantal tanks).

(...)
\(4x - 4 = \frac{1}{3}x²\)
ABC-formule er op loslaten, laat zien dat x minimaal 11 is.
Maar nu bleek dat het de bedoeling was dat enkel natuurlijke getallen gebruikt werden. En dus krijg je de vergelijking:
\(2 \cdot h + 2 \cdot b - 4 = \frac{1}{3}hb\)
Hierbij geldt:
\(h \in \nn \wedge b \in \nn\)
Maar hoe pak je dit systematisch aan?

Ik weet twee dingen:

- De vermenigvuldiging van h met b is een drievoud.

- De vermenigvuldiging van h met b is minimaal 121, gezien bij het meest efficiënte rechthoek met reële getallen de vergelijking pas voor 121 opging.

Mijn poging:
\(2 \cdot h + 2 \cdot b - 4 = \frac{1}{3}hb\)
\(2 (h + b - 2) = \frac{1}{3}hb\)
\(6 (h + b - 2) = hb\)
De vermenigvuldiging van van h met b blijkt zelfs een zesvoud te zijn (6n).

Maar hoe nu verder?

Berichten: 1.116

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Iets verder:
\(6h + 6b -12 - hb = 0\)
\(h(6 - b) + 6(b-2) = 0\)
\(h(6 - b) = -6(b - 2)\)
\(h(6 - b) = 6(2 - b)\)
\(h = \frac{6(2-b)}{6-b}\)
Of andersom:
\(6h + 6b -12 - hb = 0\)
\(b(6 - h) + 6(h-2)\)
\(b(6 - h) = -6(h-2)\)
\(b(6 - h) = 6(2-h)\)
\(b = \frac{6(2-h)}{6-h}\)
Wat ik hier nu wijzer van wordt weet ik nog niet...

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

\(b = \frac{6(2-h)}{6-h}\)
Mijn redenering:
\(2 \cdot (2h + 2b - 4) = bh - (2 h + 2 b - 4)\)
Oplossen naar b geeft, net zoals jij hebt:

(edit, hetzij lichtjes herschreven met -tekens)
\(b = \frac{6(h-2)}{h-6}\)
De voorwaarde hier is dat b en h beide natuurlijke getallen zijn en dus groter dan 0.

Dat kan alleen als h > 6.

Dus h = 7: daaruit volgt b = 30.

Dat antwoord wordt ook door holland gegeven in het raadsel topic. Ik hoop dat we gelijk hebben ;)

Edit2:

Ik zie dat we daarmee wel nog niet het aantal mee geminimaliseerd hebben. Toch nog wat verder puzzelen dus ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Je wil zo weinig mogelijk tanks gebruiken? Dan zou ik niet 7 en 30, maar 10 en 12 nemen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Je wil zo weinig mogelijk tanks gebruiken? Dan zou ik niet 7 en 30, maar 10 en 12 nemen.
Dat had ik ook net bedacht, door in de formule voor de oppervlakte b te substitueren en dan het minimum te zoeken met behulp van de afgeleide.

Dat komt echter niet mooi uit op natuurlijke getallen, dus dan heb ik gewoon met afronding gewerkt en ben zo ook op 10 en 12 gestoten.

Heb jij nog een andere manier, TD?

Berichten: 1.116

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Je wil zo weinig mogelijk tanks gebruiken? Dan zou ik niet 7 en 30, maar 10 en 12 nemen.
Oeps... Is inderdaad het antwoord...
Xenion schreef:Edit2:

Ik zie dat we daarmee wel nog niet het aantal mee geminimaliseerd hebben. Toch nog wat verder puzzelen dus ;)
Tja, Wolfram geeft mij ook te kennen dat we beter 10x12 kunnen nemen... ;) .

Maar het is niet uitdagend om dat uit te laten rekenen. Vandaar dat ik ook op zoek ben naar een systematische aanpak.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

10 en 12 is in elk geval niet het antwoord...


10 en 12 is anders ook wel het beste dat ik vind door.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Gewoon invullen gaat hier het snelst... Maar via je afgeleide heb je een idee waar het 'reële' minimum zich bevindt, het is dan nog de vraag of er in de buurt ook natuurlijke oplossingen zijn. Om dat in te zien kan je eventueel als volgt herschrijven:
\(b = 6\frac{{h - 2}}{{h - 6}} = 6 + \frac{{24}}{{h - 6}}\)
De teller 24 is deelbaar door 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24; voor resp. h = 7, 8, 9, 10, 12, 14, 18, 30.

Rond het reële minimum heb je dus h=10 en h=12 die gehele oplossingen geven; met resp. b=12 en b=10.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Rond het reële minimum heb je dus h=10 en h=12 die gehele oplossingen geven; met resp. b=12 en b=10.
Jep dat is wat ik ook had. Ik heb wel niet naar die delers van 24 gekeken, maar gewoon 10 en 11 (de natuurlijke getallen rond het reële optimum) gekozen en dan vastgesteld dat enkel 10 hier een passende oplossing is.

Cool, dit is mijn 1000e post op het forum ;)

Berichten: 7.068

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Misschien te veel mosterd, maar ik zou het zo doen:
\(2 \cdot (2 \cdot h + 2 \cdot b - 4) = (h - 2) \cdot (b-2)\)
\(4 \cdot h + 4 \cdot b - 8 = h \cdot b - 2 \cdot h - 2 \cdot b + 4\)
\(h \cdot b - 6 \cdot h - 6 \cdot b + 12 = 0\)
\(h \cdot b - 6 \cdot h - 6 \cdot b + 36 = 24\)
\((h - 6) \cdot (b - 6) = 24\)
Gezien de delers van 24 kan h nu 7, 8, 9 of 10 zijn. Vanwege het 'vierkant'-argument is h=10 (en b=12) dan de logische kandidaat.

Berichten: 1.116

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

\(2 \cdot (2 \cdot h + 2 \cdot b - 4) = (h - 2) \cdot (b-2)\)
Hoe kom jij aan die eerste stap?

Berichten: 7.068

Re: Raadsel met enkel natuurlijke getallen...

Hoe kom jij aan die eerste stap?
Je hebt een rechthoek van h bij b. Als je daar de buitenste laag vanaf haalt, heb je een rechthoek van (h-2)*(b-2) [aan beide kanten van de rechthoek gaat er 1 laag weg). De buitenkant is de zijden bij elkaar opgeteld. Dan tel je echter de hoekpunten dubbel, dus die moeten er dan nog af.

Reageer