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sábado, 14 de enero de 2023

Solución al nudo enmarañado II

El segundo nudo que nos propone Lewis Carroll son en realidad dos desafíos distintos. El primero de ellos tiene que ver con el número de invitados de la fiesta del gobernador de Kgovjni y el segundo con un problema de distancias. Tal y como siempre hacemos, si quieres conocer la solución final del problema, ve a la parte final de esta entrada. Si por el contrario, necesitas un pequeño empujón para encontrar la solución, lee desde aquí cada uno de los niveles hasta que puedas seguir solo.


Primer desafío: invitados a la fiesta

Vamos a comenzar con el primer desafío: los invitados al banquete del gobernador. Para resolver este enigma, te aconsejamos que uses un folio y un bolígrafo para elaborar el árbol genealógico que menciona en el enunciado. Aquí debemos empezar por la frase que nos resulte más fácil de descifrar.

Puesto que estamos hablando de un enigma elaborado en el siglo XX, vamos a suponer que solo existía una configuración familiar: parejas de distinto sexo (un marido y una mujer).

Nivel I - Padre de su cuñado

Padre de su cuñado - Como ya es bien sabido, el cuñado es el cónyuge de mi hermana. Como es "cuñado", asumimos que el gobernador tiene una hermana. Entonces, poniéndonoslos en la piel del gobernador, con esta frase nos referimos al padre de la pareja de mi hermana.



Nivel II - Suegro de su hermano

Suegro de su hermano - Esta frase significa, padre de la mujer de mi hermano. Con esta frase, sabemos que el gobernador también tiene otro hermano. Sabemos que su pareja es una mujer porque dice "hermano". Los suegros son los padres del cónyuge. Con esto, podemos ampliar el árbol genealógico.


Con las dos frases que hemos analizado, puedo concluir que el gobernador tiene una linda hermana (Ha) y un hermoso hermano (Ho). Llegados a este punto vamos a hacer una suposición (ya que el gobernador querrá invitar a cuanto menos gente posible para que el banquete le salga más barato): supongamos que Ha' y Ho' (las parejas de los hermanos del gobernador) sean a su vez hermanos. Si esto fuese así, Ph sería la misma persona, sería el padre de Ha' y de Ho'.



Nivel III - Hermano del suegro

Hermano del suegro - Al suponer un número bajos de invitados, convendría que Ph sea el hermano del suegro. Esto se puede resolver si el gobernador (G) tuviera una mujer (G'), que tiene que ser la prima de la pareja de los hermanos del gobernador. Entonces, la mujer del gobernador será sobrina de Ph o Ph será el tío del gobernador (G).

Si hay un tío es que hay un hermano: Ph tiene un hermano (T) que tuvo una hija que se casó con el gobernador (G'). Entonces, el hermano del suegro se refiere a Ph, tal y como podemos ver en el siguiente esquema.




Nivel IV - Cuñado de su padre

Cuñado de su padre - El cuñado es el hermano de la madre del gobernador. En este caso, el cuñado es Ph siempre y cuando la madre del gobernador sea hermana de Ph. Entonces, nos damos cuenta que hay tres hermanos: B, P y M. Ahora, M es la madre del gobernador y P es su padre, y entonces, para Ph es el cuñado, ya que M y P son pareja.




Verificación

Ante el mapa genealógico que hemos hecho, solo nos falta comprobar las frases que hemos realizado.


Solución final

El gobernador solo ha invitado a una persona. En el caso de los gráficos genealógicos que hemos realizado corresponde con Ph. Ph es el padre de las parejas de los hermanos del gobernador y es el cuñado del padre del gobernador.



Segundo desafío: distancia de la plaza

La pregunta de este enigma es sencilla: ¿desde cuál de las cuatro puertas con los números 9, 25, 52 y 73 es menor la suma de las distancias a recorrer? En primer lugar, designaremos por letras los números del problema: A para la puerta número 9, B para la puerta 25, C para la 52 y D para la 73. Sabemos, además, que la plaza es un cuadrado y que en cada lado tenemos 20 puertas, que a su vez dividen cada lado en 21 partes iguales.


Nivel I - Diseño gráfico del problema

Vamos a reproducir la plaza con un cuadrado de 21 x 21. En el cuadrado, cada segmento del cuadrante equivaldrá a una puerta. Empezando por el lado superior izquierdo podremos saber la ubicación exacta de los números 9, 25, 52 y 73.




Nivel II - Distancias de cada lado

Con el gráfico, ya nos resultará fácil contar las distancias de cada lado. Así, tal y como vemos en al siguiente ilustración: del principio a la puerta A hay 9 movimientos, de la puerta A hasta el final del primer lado hay 12 movimientos; del principio del segundo lado hasta la puerta B hay 5 movimientos, de la puerta B hasta el final del segundo lado hay 16 movimientos; del principio del tercer lado hasta la puerta C hay 12 movimientos, de la puerta C hasta el final del lado hay 9 movimientos; del principio del cuarto lado hasta la puerta D hay 13 movimientos y de la puerta D hasta el final del lado hay 8 movimientos.




Nivel III - Cálculo de distancias entre puertas

Para calcular la distancia entre dos puertas vamos a elevar al cuadrado los movimientos que necesitamos en los dos lados en los que se encuentran las puertas y, a continuación, hacemos la raíz cuadrada de dicha suma: 


Por ejemplo, para calcular la distancia entre la puerta A y la puerta B (AB), aplicaremos la fórmula anterior:


Esto lo repetiremos con el resto de puertas: desde la puerta A hasta la puerta C (AC), desde la puerta A hasta la D (AD), desde la B hasta la C (BC), desde la B hasta la D (BD) y desde la C hasta la D (CD). Estas distancias se aplicarían también a la inversa. Por ejemplo, la distancia desde la puerta C hasta la A (CA) es la misma que desde A hasta C.



A continuación, tendremos que sumar las distancias y ver cual es la menor.
  • Desde A: 13 (distancia con puerta B) + 21 (dist. puerta C) + 12,04 (puerta D) = 46,04 
  • Desde B: 13 (distancia con puerta A) + 20 (dist. puerta C) + 21,21 (puerta D) = 54,21
  • Desde C: 21 (puerta A) + 20 (puerta B) + 21,25 (puerta D) = 56,81
  • Desde D: 12,04 (puerta A) + 21,21 (puerta B) + 15,81 (puerta C) = 49,06

Solución final

Entonces, desde la puerta A (puerta número 9), la suma de las distancias es menor (esto es 46,04). Para Balbus y sus muchachos, la sala común estará en la casa número 9.



Haciendo clic sobre la siguiente imagen podrás volver al segundo cuento de estos enigmas clásicos.






Jacob Sierra Díaz

martes, 10 de enero de 2023

Solución al nudo enmarañado I - Excelsior

Si ya has resuelto el primer nudo que nos proponía Lewis Carroll y quieres saber a solución final, ve a la parte final de esta entrada. Si tu respuesta es correcta: ¡enhorabuena! Ahora, te animamos a que repases nuestros pasos para llegar a la solución final y comprobar si coinciden con los tuyos.

Si por el contrario, no tienes una respuesta pero necesitas un pequeño empujón para su resolución, lee esta entrada desde el principio, ya que veremos por niveles, pasos o pistas cómo llegar a la solución final.

  • Te recomendamos que tengas a mano una hoja de papel con un lapicero y que comprendas el nivel en el que estás antes de pasar al siguiente. Si tienes alguna duda, no dudes en dejar un comentario.

Nivel I - Identificar datos del enigma

Para empezar, vamos a realizar un dibujo del problema. Tenemos dos caballeros que están haciendo un trayecto por los siguientes lugares: camino llano, subida a una colina, bajada a una colina y camino llano. En el enunciado del problema podemos extraer la velocidad que llevaban en cada uno de los trayectos y que reflejamos en nuestro dibujo.



Sabiendo la hora de salida [15:00] y la hora estimada de llegada [21:00], con una simple resta podemos saber que la duración del paseo de los caballeros es de 6 horas [21:00 - 15:00 = 6 horas].

Una vez expuesto los datos del problema, vamos a centrarnos en lo que nos piden: hallar la distancia recorrida y la hora en la que alcanzaron la cumbre. En nuestro dibujo, no sabemos la distancia del camino llano. Llamaremos x a esa distancia. Además, tampoco sabemos la distancia de la colina. Designaremos con y a la distancia de la colina (en subida), tal y como se muestra en nuestro siguiente dibujo.




Nivel II - Convertir la velocidad a distancia

Si tomamos el dato del camino llano, 4 km/h, indica que en una hipotética 1 hora haremos 4 kilómetros. Lo mismo pasa con los tramos de la colina. Con una sencilla regla de tres podremos obtener el tiempo que tardamos (a 4 km/h, 3 km/h y 6 km/h) en hacer un solo kilómetro.



Fíjate. En el trayecto x (camino llano, solo ida) un kilómetro se hace en un cuarto de hora. Como los caballeros tienen que volver sobre sus propios pasos, la ida y la vuelta del kilómetro (eso hacen dos kilómetros) se hará en media hora.

Con lo que hemos calculado en la regla de tres de los trayectos (camino llano y subida y bajada de la colina) podremos saber el tiempo de duración en dicho trayecto. Con el fin de que se entienda la idea vamos a poner un ejemplo hipotético: supongamos que los caballeros han recorrido 10 kilómetros en el camino llano; entonces el tiempo que les ha llevado a recorrerlo, sabiendo que van a 4 km/h, es de 10/4 -simplificado a 5/2-. Esto es así porque 10 · 1/4 = 10/4 y 10/4 = 5/2.



Nivel III - Confeccionar la fórmula con dos incógnitas

Pero está claro que lo que no sabemos es la distancia de los trayectos. En este momento, tenemos que aplicar las incógnitas x e y a la fórmula de todo el paseo. El paseo se compone de la distancia por el camino llano, la distancia en la subida de la colina, (a partir de aquí es el camino de regreso del paseo) la distancia de la bajada de la colina y la distancia del camino llano.




Nivel IV - Calcular la fórmula

Calcular esta fórmula es sencillo.



 
Nivel V - Tener en cuenta el camino de vuelta y calcular el tiempo

Recuerda que x era la distancia (solo de ida) en el camino llano e y era la distancia en la subida de la colina. Como los caballeros volvieron sobre sus pasos, debemos multiplicar 12 por 2 [12 · 2 = 24 kilómetros]. 

Ahora debemos calcular el tiempo. La distancia x e y la hacen en tres horas (tres de ida y tres de vuelta). Como tienen que ir y volver, 3 horas de ida más 3 horas de vuelta, tenemos como resultado las 6 horas de duración. Por lo tanto, 3 horas y media (media hora de margen de duda que nos ofrece el problema) debió ser el tiempo que emplearon los caballeros en llegar a la cumbre. Entonces, alcanzaron la cumbre, la mitad del camino, a las 18:30 aproximadamente. A partir de esa hora, comenzaron el camino de regreso.



Redacción de la solución

El paseo de los caballeros fue de 24 kilómetros, que realizaron en seis horas. A la mitad del paseo, en la cima de la colina eran las 18:30 aproximadamente (con un margen de error de media hora).



Puedes volver al enunciado de este enigma haciendo clic sobre la siguiente imagen:




Jacob Sierra Díaz

miércoles, 25 de marzo de 2015

SOLUCIÓN. El problema de Monty Hall

Para acceder al plantemiento de este famoso problema, haz clic en el siguiente botón. No sigas leyendo si todavía no tienes una respuesta a la pregunta. Si necesitas un pequeño empujón para encontrar una solución, lee únicamente las pistas que se detallan a continuación.




Enigma orientado: pistas

Pista I
  • Supongamos que ya hemos escogido una puerta. El presentador nos abrirá otra puerta en la cual hay una cabra (aunque es un dato sin importancia; el presentador sabe el contenido de las puertas). Ahora llega la pregunta del millón: ¿Deseas cambiar la puerta elegida por la otra que está sin abrir?. Trata de responder a estar tres preguntas: ¿debería cambiar la puerta?, ¿debería quedarme con mi puerta? y ¿hay alguna diferencia?

Pista II
  • Ten en cuenta que el pensamiento de que la probabilidad de que nos toque el coche o la cabra es de un 50% una vez que se sabe que una puerta muestra una cabra es incorrecto

Pista III
  • Busca información de los problemas denominados de respuesta contra-intuitiva. Ahora, trata de buscar una explicación lógica en este problema.



Solución final


  

Por lo tanto la respuesta correcta es que se debe cambiar de puerta, puesto que da el doble de probabilidad de ganar el coche. ¿Por qué?
  • Lo primero que tenemos que hacer es examinar las posibilidades de ganar el coche. Para ello podemos emplear una tabla con dos columnas.
    • En un principio tenemos tres puertas. Solo una tiene el coche, por lo tanto la probabilidad de elegir el coche es de 1/3 o lo que es lo mismo 33%. Como hay dos cabras, la probabilidad es de 2/3 o 66%. Si no cambias de puerta no importará cual de las otras puerta abra el presentador. Entonces la probabilidad de haber elegido el coche es del 33% y la probabilidad de elegir una cabra es del 66%.

    • ¿Ahora que pasaría si cambiásemos de puerta? Supongamos que hemos elegido en nuestra primera elección el coche (claramente nosotros aún no lo sabemos). Tenemos un 33% de posibilidades. Si quisiésemos cambiar la puerta, tendríamos un 33% de posibilidades de ganar una cabra todas las veces que juguemos. ¿Y si en la primera elección elegimos una cabra? Entonces sólo hay una cabra que el presentador puede revelar, abrirá la puerta con la única cabra. Entonces cambiamos la puerta a donde estará el coche. Por lo tanto las probabilidades de haber elegido una cabra al principio y luego la cambiamos para ganar el coche son del 33%. Y las probabilidades de haber elegido una cabra al principio son del 66%. Esta es la explicación que se ilustra en el siguiente gráfico.

 
 
Jacob Sierra Díaz