Feladat: 1034. matematika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Andor L. ,  Berács J. ,  Biró S. ,  Bulkai T. ,  Kakuk Judit ,  Pelikán János ,  Perémy G. ,  Pintz J. ,  Sax Gy. ,  Somos E. ,  Szücs A. ,  Takács L. ,  Vályi I. ,  Vetier A. 
Füzet: 1966/november, 149 - 150. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Többszemélyes véges játékok, Kombinatorikai leszámolási problémák, Klasszikus valószínűség, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1966/február: 1034. matematika gyakorlat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. Elég abból az állapotból kiindulni, amikor a fonálvégek a bal oldalon már össze vannak kötve, sőt azt is feltehetjük, hogy a jobb oldalon egy előre megjelölt szál párjának megválasztásával kell kezdeni a kötözést. Ennek a párját a többiek közül 5-féleképpen választhatja meg Péter. Bármelyiket választja, az összekötés után felvett szabad szálvéghez a maradók közül ismét 3-féleképpen választhat, így mindig más párosítást kap. Végül a második összekötés után már nincs választása, összeköti a hátralevőket. Eszerint a jobb oldali 6 szálvég 3 párba állítása a játék rendje szerint 53=15-féleképpen lehetséges.
Gondoljuk most, hogy Péter ‐ mintegy próbaképpen ‐ egyedül játszik, a 3V alakra hajlított szál nyitva fekszik előtte, és keresi a neki kedvező lehetőségek számát. Így az elsőnek kézbevett szálvég párját csak 4-féleképpen választhatja a további 2V-szál 4 vége közül, csak azt kell kerülnie, hogy a megkezdett szál másik végét válassza. Az első kötés után a másodszorra megkezdett szál még szabad végéhez csak a hátra levő V-szál 2 végéből választhat, hiszen az elsőnek megkezdett szál még szabad végét választva lezárna egy csupán 4 szálból álló gyűrűt. Utoljára ismét nincs választása, így a neki kedvező párba kötözési lehetőségek száma 42=8.
Eszerint Miklós számára 15-8=7 összekötözési lehetőség kedvező, Péternek nagyobb esélye van a nyerésre.
II. Páratlan számú fonállal játszva Péter részére értelemszerűen az a kedvező, ha a szálak a kötözés után egyetlen összefüggő darabban lesznek, de 2 véggel, Miklós részére pedig a többi esetek, vagyis ha egy kétvégű száldarabon felül 1 vagy 2 különálló gyűrű is létrejön. (Ami nincs benne az ,,egyenes'' szálban, az gyűrűben van, mert csak 2 vég marad kötetlenül.)
Az 5 szál esetét visszavezetjük a 6 szál esetére, gondolatban hozzájuk veszünk egy más színű hatodik szálat, és ugyanúgy járunk el, mint ott. A segítségül vett szállal való összekötés a játék szempontjából nem jön figyelembe. Ha a felnyitás után egyetlen összefüggő gyűrűt találunk, ez a segédszál mellőzésével egyetlen összefüggő kétvégű szálat ad, Péter nyer. Ha pedig több gyűrű adódott, ebből 1-gyel kevesebb gyűrű és 1 kétvégű szál érvényes, Miklós a győztes. Eszerint az esélyek ugyanazok, mint a 6 szál esetében.
Hasonlóan vezethetjük vissza a 7 szál esetét 8 szál esetére. Az utóbbiban a fenti meggondolást ismételve 753=105 lehetőség közül Péter részére 642=48 kedvező, így Miklós részére 57, ekkor tehát Miklós esélye a nagyobb.

 
Pelikán János (Budapest, XIV. ker. 1. sz. ált. isk. 7. o. t.)

 
Megjegyzések. 1. Páratlan számú szál esetében a segédszál használata helyett azt is mondhattuk volna, hogy a két oldalon pár nélkül maradt 1‐1 szálvéget egymással kötjük össze. ‐ A bal oldali végek előre való összekötése, párokba állítása megfelel a játék következő változatának. Egy sötét szobában 3 pár cipő van, egyformák, de mindegyik pár más színű. Miklós bevisz 3 dobozt, mindegyikbe 1 pár cipőt csomagol és megnyeri az olyan dobozt, amelybe egyszínű cipő-párt sikerült csomagolnia. (4 pár cipő esetében azonban már nem azonos a két feladat.)
2. Könnyű belátni, hogy 2n vagy 2n-1 szállal játszva, a kötözést végző játékosra (Péterre) kedvező esetek számának és az összes lehetséges esetek számának aránya
(2n-2)(2n-4)...42(2n-1)(2n-3)...53=234567...2n-42n-32n-22n-1.
A jobb oldal mindegyik tört-tényezője 1-nél kisebb (de pozitív), így a kötöző játékos nyerési esélye a szálak számának növelésével csökken. Éppen 6 és 7 között fordul át a nyerési esély kedvezőről kedvezőtlenre.