Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris Jocs. Mostrar tots els missatges
Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris Jocs. Mostrar tots els missatges

8 de març del 2026

Descarregar el Blog en set quaderns

En 14 anys que fa que es publica aquest blog ja hi ha molt material acumulat. S'han recollit la gran majoria d'articles en set quaderns en format PDF. També teniu una taula on estan llistats els 161 articles escollits indicant si incorporen aspectes dels diferents sentits del currículum matemàtic actual: numèric, espai, mesura, algebraic i estocàstic. Quedaran fixats en una nova pàgina creada al blog i que trobareu a la pestanya de Descàrregues. Esperem que us sigui útil!

Llistat d'articles

Quaderns d'articles (PDF)

4 de desembre del 2025

El joc de "Tancar la caixa"

Segons el clàssic llibre Juegos de todo el mundo, de Frederic V. Grundfel, i que va publicar en castellà Edilan el 1978, el joc de "Tancar la caixa" era popular entre els mariners de Normandia i altres zones de la costa atlàntica francesa, tot i que es troben també variants conegudes a Zàmbia. Algunes fonts remunten els orígens del joc fins al segle XII. El cas és que és fàcil de jugar, divertit i, en conseqüència, encara força popular.

Les versions comercialitzades acostumen a estar fetes en fusta, però es pot jugar molt fàcilment amb materials molt senzills. Sempre ens caldran dos daus, però els nombres els podem representar amb cartes o amb un paper amb els nombres de l'1 al 9 i unes fitxes per a tapar-los.

Versió clàssica en fusta

Versió amb paper i fitxes

Hi ha moltes variants del joc. Aquí hem triat una en concret, que convida a un estudi probabilístic que pot ser interessant a l'aula. Aquesta versió la trobem al llibre, també clàssic, 100 jeux de table, de Pierre Berloquin i editat per Flammarion l'any 1976. Hi apareix amb el nom de "Les douze cases" i d'ell hem reproduït el dibuix anterior. Pot ser un joc solitari o per a dos o més jugadors. Aquí l'expliquem per a dos.

Com es juga?

  • Cada jugador, per torn, fa una "ronda", que consisteix a anar encadenant jugades fins a arribar a una situació de bloqueig. A l'inici de la ronda tots els nombres de l'1 al 9 estan "oberts" i poden ser triats.
  • Per a realitzar una jugada es tiren els dos daus i se sumen els seus valors. El jugador que fa la ronda pot eliminar tots els nombres que, sols o sumats, donen el resultat de la tirada de daus. Així, si estan sense eliminar, treu un 5 i un 3 amb els daus (suma 8), pot anul·lar, "tancar", el 8, parelles de nombres com l'1 i el 7, el 2 i el 6 o el 3 i el 5, o ternes com l'1, el 2 i el 5, o l'1, el 3 i el 4. No es pot comptar amb els nombres ja eliminats.
  • Si estan eliminats el 6, el 7 i el 8 es pot triar entre tirar un dau o els dos.
  • Es van fent jugades fins que s'han eliminat tots els nombres (s'ha "tancat la caixa") o ens trobem en una situació en què no podem eliminar-ne cap. Per exemple. Si traiem un 3 amb la suma dels dos daus i no tenim "oberts" el 3 o l'1 i el 2, a la vegada, ja no podem continuar jugant i s'acaba la ronda.

Jugada de bloqueig. No podem aconseguir una suma de 3

  • Abans que el següent jugador comenci la seva ronda es fa la suma dels punts que han quedat oberts  i se'ls anota. Al cas de l'exemple 1+6+7+9=23.
  • El segon jugador fa la seva ronda fins a acabar-la.
  • Per decidir qui ha guanyat podem fer-ho partida a partida o fins a aconseguir un total límit. Per exemple, si el segon jugador queda amb 15 punts s'anota la partida perquè 15 és més petit que 23. Si juguem amb un límit, per exemple 50 o 100 punts, perd el jugador que, en diferents rondes, els supera.
Podeu practicar el joc amb aquest applet fet amb Scratch.


https://scratch.mit.edu/projects/1246828255

Com es veu és un joc ben senzill i força entretingut. Amb els més petits ja és prou interessant només per a practicar les combinacions de sumes que sorgeixen durant una partida.

És un joc que depèn, en gran manera, de l'atzar. El que volem estudiar aquí si existeix alguna estratègia general per a optimitzar les puntuacions, és a dir, per a minimitzar-les. I, en especial, quan prendre la decisió per a passar a jugar amb un sol dau a partir del moment que les regles ho permeten.

Analitzem el joc?

3 de desembre del 2024

Contra la paret

Rellegint, una mica per casualitat, el magnífic llibre Problema con pautas y números del Shell Centre for Mathematical Education, m'he retrobat amb una gran sèrie d'activitats que molts vam utilitzar durant anys a l'aula. El llibre és del 1984 i es va publicar en castellà el 1993. Des del web del Shell Centre es pot descarregar gratuïtament la versió anglesa en format pdf. Algunes de les propostes estan basades en jocs d'estratègia. Avui en presentem un que titulen com "Contra la paret", però que sovint s'ha presentat com "Acorralat". Recuperar "contra la paret" és un homenatge a un llibre que ha fet un gran servei.

L'ús dels jocs d'estratègia a l'aula de matemàtiques està plenament justificat per la seva íntima relació amb les estratègies de resolució de problemes. I, entre els jocs, va molt bé disposar d'una col·lecció dels que no són especialment llargs d'analitzar, que es puguin resoldre en, pràcticament, una sola sessió. Aquest n'és un, amb el valor afegit que les estratègies de "particularitzar" i "simplificar el problema" ens seran de gran ajuda.

És un joc per a dos jugadors que, com a material, només necessita un senzill tauler i unes quantes fitxes de dos colors.


Cada jugador, alternativament, pot fer avançar a o retrocedir una de les seves fitxes al llarg de la columna en què està situada. Perd el jugador que no pot moure cap fitxa. Aquesta situació es produeix quan totes les fitxes d'un d'ells queden "acorralades contra la paret".

Final de partida. Guanyen blaves

La quantitat de files pot variar en diferents presentacions del joc. Donat que la "simplificació del problema" és una de les estratègies per analitzar-lo, recomanem que a l'aula ja es presenti directament reduït amb només dues columnes. Encara farem simplificacions sobre aquesta simplificació. Però és un inici abastable.

Tauler per a l'aula

Podeu provar de fer algunes partides. Aquest applet no és automàtic: equival a un tauler i unes fitxes de debò que heu de moure vosaltres.


A la segona part de l'article analitzarem, de forma més ràpida, altres variants del joc.

T'animes a analitzar-los i trobar les estratègies guanyadores?

19 de març del 2024

Això és un joc? O només ho sembla?

Començarem aquest article amb un joc geomètric: "Punts a la circumferència". Les regles són les següents:

  • Es comença dibuixant una circumferència i una quantitat n de punts sobre ella.
  • Cada jugador, alternativament, dibuixa un segment que uneixi dos d'aquests punts que no siguin contigus. Per fer-ho més clar és millor que utilitzin dos colors diferents.
  • Perd el jugador que dibuixa un segment que talli uns dels que ja estan fets, o que es veu obligat a fer-ho.

Comencem, per exemple, amb onze punts sobre la circumferència. Podem veure que, en aquesta partida, ha guanyat el segon jugador.


Aquí tenim un altre exemple de partida, amb 12 punts, en la que guanya el primer perquè el segon no pot dibuixar cap segment sense tallar-ne un altre.


Quan la quantitat de punts és parell, sovint es presenta una estratègia guanyadora per al primer jugador que funciona per simetria. Jo mateix ho he fet més d'una vegada. L'estratègia és la següent:
  • qui comença fa un segment unint dos punts oposats i dividint el cercle en dues parts iguals.
  • cada vega que li toqui jugar farà un segment simètric, respecte a aquest primer segment, al que ha dibuixat l'altre jugador.
Però és necessària aquesta estratègia? I si ens ho mirem d'una altra manera? Per exemple, ens podem preguntar quina és la quantitat màxima de segments que podem dibuixar en aquestes condicions i sense que es tallin. Mirem el cas d'un pentàgon: només podem dibuixar dos segments.

I a un hexàgon? El màxim és tres.


Amb 11 punts hem vist que es podien fer 8 i amb 12, nou. Una taula serà més clara.

Punts 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ...
Segments 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...

Hi ha un patró ben clar: el màxim de segments és tres unitats inferior a la quantitat de punts inicials:

segments = punts - 3

No és difícil de justificar: la quantitat de punts a què puc unir un altre, sense comptar-se ell mateix i els dos contigus, és n-3.

14 punts - 3 = 9 segments

Si ens hi fixem la quantitat de punts i la de segments tenen paritats diferents. Si la quantitat de punts inicials és senar, la de segments serà parell. En conseqüència, el segon jugador, només mirant de no tallar cap segment, guanyarà segur perquè dibuixarà l'últim possible. Recíprocament, si la quantitat de punts és parell, la de segments serà senar i guanyarà el primer. No cal aplicar estratègies de simetria en cap cas: només mirar de poder dibuixar un segment sense tallar-ne un altre.

És això un joc, doncs? La resposta és que no, perquè el resultat de la partida és determinat per la quantitat inicial de punts. És el que anomenem un pseudojoc. En aquest cas el podríem descriure com un pseudojoc parcial. Per què parcial? Perquè hem de vigilar de no equivocar-nos i fer sempre una jugada que no ens faci perdre; que no tallem un segment perquè ens despistem o perquè no hem sabut veure una possibilitat de dibuix de segment. Si actuem correctament, guanyarem o perdrem indefectiblement depenent de la quantitat de punts. Però si ens despistem, podem perdre.

Modifiquem una regla

I si ara permetem que es puguin unir dos punts contigus? Deixarà de ser un pseudojoc? La resposta és que no. Però sí que afecta en una cosa: ara, si no s'equivoca, guanyarà sempre qui comença. Per què? L'única que cosa que fem és augmentar la quantitat màxima de segments en n: els costats del polígon que formarien totes els punts unint un d'ells amb els seus veïns. El total de segments ara serà 2n-3. Sigui quina sigui la paritat de la quantitat de punts, la de segments serà senar, ja que sempre en restarem 3 a una quantitat parell (2n).

17 costats, 31 segments (2·17-3)

Vols conèixer altres pseudojocs?

14 de maig del 2022

Passar de 6 i rectificació de passar de 12

Abans de llegir aquest article, i si no voleu tenir espòilers, és millor que llegiu una entrada anterior relacionada: Passar de 12. Si ja coneixeu l'activitat, o us és diferent que s'esguerrin algunes sorpreses, podeu continuar. En tot cas, i per situar, recordem breument com era l'activitat Passar de 12.

  • Agafem un dau
  • L'anem tirant i sumant les puntuacions.
  • Ens aturem quan arribem a una suma superior a 12. (Atenció! 12 no val! Ha de ser superior: 13, 14, 15...)
Exemple de tirades que s'aturen a 16

La pregunta de l'activitat era demanar per quin nombre apostaríem com a resultat final. Si fem l'experiment a l'aula veurem que la majoria d'apostes estan entre el 14 i el 16. Però, i d'aquí ve la sorpresa de l'activitat, el resultat més probable és 13. La raó que donàvem, en el seu moment, era que a 13 podem arribar des de sis resultats anteriors, des de 7, 8, 9, 10, 11 o 12, traient amb el dau un 6, un 5, un 4, un 3, un 2 o un 1, respectivament. A 14 arribarem des de cinc resultats. A 13 des de quatre... I així fins al darrer resultat possible, 18, al que només podem arribar d'una manera: des de 12 i traient un sis. Presentàvem la següent taula per a justificar el raonament.


Aquests resultats es corresponen força bé amb els que es poden obtenir amb un applet fet amb scratch que ens permet experimentar tantes vegades com vulguem.

Resultats d'un milió d'experiments amb l'applet

Fins aquí el que teníem. Però tot va trontollar quan la Cecilia Calvo, "la de l'ull precís", em va enviar un missatge que va posar en dubte l'explicació donada. Tot venia d'una adaptació del joc que va preparar per a fer-lo més analitzable a l'aula: Passar de 6. En aquest cas es pot fer una anàlisi més exhaustiva de totes les possibilitats. És a dir, mirar exactament de quantes maneres diferents puc arribar a un resultat concret.

Si apliquem el raonament presentat originalment a l'activitat Passar de 12, ara només hauríem de fer una petita adaptació de valors de la taula justificativa, però arribaríem als mateixos resultats que amb el 12.

Però si fem la mirada que proposa la Cecília, cercar exhaustivament tots els casos, els resultats als quals s'arriben són diferents.


Així que vaig rebre el missatge de la Cecilia vaig recordar una famosa cita d'un dels pares del càlcul de probabilitats, Pierre-Simon Laplace, que al seu Essai philosophique sur les probabilités escrivia:

“La teoria de probabilitats va unida a consideracions delicades i no és estrany que, partint de les mateixes dades, dues persones arribin a resultats diferents.”

La prova del nou que, per descomptat, el raonament de la Cecilia era el correcte, ens la dona l'experimentació amb un nou applet Passar de 6

Resultats d'un milió d'experiments amb l'applet

Aquesta nova mirada posava en dubte els resultats previstos per al joc Passar de 12, tot i que l'experimentació els corroborava.

Ho mirem tots amb calma de nou? Revisem l'estudi del joc? Apliquem l'anàlisi de la Cecilia al cas de 12 i altres casos nous?

Us animeu a continuar?

23 de maig del 2021

Juguem a "Parell guanya"

"Jugarem a guanyar i a perdre alhora
i farem festa"
Màrius Sampere 

L'any 80 el meu amic Carles Vallès (l'altra pota del Calaix abans de l'aparició d'internet) i jo érem alumnes d'en Jordi Deulofeu i ens va proposar fer un treball sobre jocs d'estratègia. Eren els primers anys que ell mateix els estudiava. Va ser el meu primer contacte amb un tema que, des d'aleshores, no he deixat mai de banda. Ell ens va posar en contacte amb una altra "ànima inquieta", en Jordi Achón, amb el que vam poder fer pràctiques amb alumnat de la 2a etapa de l'antic EGB. Aquest ens va deixar un llibre: "Algoritmos y computadoras" de B.A. Trakhtenbrot on apareixia el joc objecte d'aquest article. Crec que no l'he vist mai més citat en cap altre lloc.

És un joc de regles molt senzilles i d'anàlisi rica, però no massa directe. De fet, en el seu moment, no el vam estudiar massa perquè el cas concret que comentava el llibre tenia una estratègia que no ens va semblar "descobrible" per l'alumnat (ni per nosaltres mateixos que, tot just, fèiem les primeres passes en l'estudi de jocs). Això sí, el vam utilitzar per mostrar com fer diagrames en arbre per a la cerca d'estratègies guanyadores. El joc que es proposava tenia el nom de "Parell guanya" i les regles eren les següents:

  • Hi ha 27 fitxes a la taula.
  • Cada jugador/a, en el seu torn, pot agafar una, dues, tres o quatre fitxes.
  • Guanya qui al final, quan no queden més fitxes a la taula, té una quantitat parell.
Us proposem que proveu de fer algunes partides amb aquest applet.


Com es veu és un joc en què no pot haver-hi taules i tots dos tenen, en tot moment, tota la informació de les fitxes que queden i de les que té cadascun. Per altra banda, el joc té una quantitat limitada de jugades (entre 7 i 27). Tampoc depèn de l'atzar ni de l'habilitat física. Tot això implica que hi ha d'haver una estratègia guanyadora per a un dels jugadors. I que si en una jugada un s'equivoca en l'aplicació de l'estratègia, aquesta passa a l'altre.

Per a investigar l'estratègia del joc farem diferents variants, podent agafar altres quantitats de fitxes, i utilitzarem diagrames en arbre, taules... I mirarem si podem trobar pautes generals d'estratègia o no.

Investiguem el joc?

25 de novembre del 2020

El nim "del doble" (2)

 A l'article anterior a aquest (El Nim "del doble" - 1) presentàvem i iniciàvem l'anàlisi d'un joc d'estratègia per a dos jugadors de tipus Nim. En aquest cas, les regles són les següents: hi ha una pila de fitxes de la que cada jugador pot agafar tantes fitxes com vulgui entre una i el doble de les que hagi agafat el jugador anterior. Qui deixa la taula neta guanya. I, a la jugada inicial es poden agafar totes les fitxes que se'n vulguin menys una.

Exemple de partida amb 10 fitxes inicials.
La partida es llegeix d'esquerra a dreta i guanya verd

Vam fer tots de diagrames en arbre per estudiar diferents quantitats de fitxes inicials i de conjectures equivocades. Cap al final de l'article vam veure que hi apareixien misteriosament els nombres de Fibonacci. Si la quantitat de fitxes inicial és un nombre de Fibonacci sembla que hi ha estratègia per al 2n jugador. Si no ho és el primer pot guanyar si deixa al contrari amb una quantitat de fitxes que sigui un nombre de Fibonacci. Però també vam veure que això no ho podem fer sempre. Posàvem l'exemple de jugar amb 12 fitxes. Si A (el 1r jugador) agafa 4 deixa a B (el 2n jugador) amb 8, que és un nombre de Fibonacci, perdrà perquè B, que pot agafar fins al doble de la jugada anterior, pot agafar les 8 que queden i guanyar. Després vam fer l'arbre d'estudi del joc per a 12 fitxes i vam veure que la sortida guanyadora era 1 (11), que entenem com "agafar-ne una i deixar-ne 11".

Estratègia per a A per a 12 fitxes


Deixar 11 fitxes no és "deixar un nombre de Fibonacci". Per tant, vam concloure que havíem d'estudiar més el problema. I és el que farem ara.

T'animes a seguir llegint?

22 de novembre del 2020

El Nim "del doble" (1)

Els jocs d'estratègia són un dels millors recursos per treballar la dimensió de resolució de problemes a l'aula. I de forma inevitable es treballen també les altres dimensions (raonament i prova, representació i comunicació i connexions). Són un dels tipus d'activitats més riques i completes. Però, així i tot, sembla que costa que entrin a l'aula com una activitat habitual. Probablement, entre les moltes raons que hi pot haver, està que sovint no semblen tenir una relació molt directa amb els continguts clàssics. També que mestres i professorat no tenim molt de costum en l'anàlisi de jocs, que tenim una certa inseguretat en l'abordatge de la seva resolució.

El "Tres en ratlla" és un exemple clàssic de joc d'estratègia

En els jocs d'estratègia, que no depenen de cap habilitat física o manipulativa especial ni de cap aspecte relacionat amb l'atzar, s'apliquen tècniques molt habituals de la resolució de problemes. Podeu veure algunes relacions en aquests quadres.

En aquest article estudiarem un joc que, en el passat C2EM, van plantejar Jordi Font i Laura Morera en la seva esplèndida conferència de cloenda. Aquest joc l'anomenarem el "Nim del doble" i és molt interessant i, fins i tot, sorprenent complex. Cal dir que també en conferència inaugural, a càrrec d'Eduardo Sáez de Cabezón, es va plantejar un altre joc de tipus Nim.


Per poder exemplificar millor el procés de l'anàlisi del joc no el mostrarem directament acabat. Anirem mostrant i comentant diferents moments d'aquest procés, fins i tot posant en evidència errades, conjectures falses, idees explorades i abandonades, descobertes de nous camins... Pensem que així, potser, es veurà millor la riquesa d'aquesta petita investigació matemàtica.

Presentem primer el joc. L'únic material necessari és un conjunt de fitxes.

Regles:
  • Tenim una pila de n fitxes. Per exemple 20.
  • El primer jugador, a l'inici, pot agafar totes les fitxes que vulgui menys una (en el nostre exemple pot agafar d'una a dinou).
  • El segon jugador pot agafar entre una i el doble de les que ha agafat l'anterior. Per exemple, si el primer (A) agafa 4 fitxes, el segon (B) podrà agafar-ne entre 1 i 8.
  • Es continua jugant amb aquesta regla.
  • Guanya qui deixa la taula neta (qui agafa l'última o últimes fitxes)
A les dues taules següents teniu l'exemple del desenvolupament de dues partides. La primera la guanya B (el 2n jugador) i la segona A (el primer jugador).


No cal dir que, abans de continuar llegint, és millor que jugueu algunes partides i comenceu a fer les primeres hipòtesis.

Analitzem el joc?

13 d’octubre del 2019

Un problema operatiu sorprenent: "Treure monedes del banc"

El divulgador matemàtic Alex Bellos manté, entre altres publicacions i col·laboracions, la columna Monday Puzzle a la publicació digital The Guardian. Un autor a seguir. El dilluns 7 d'octubre va proposar un problema titulat Treure monedes del banc (Getting coins out of the bank) que mereix atenció per diferents raons i que té una possible explotació didàctica. D'aquí que passem a plantejar-lo i comentar-lo. L'autor del problema és el matemàtic argentí Carlos Sarraute, que també ha proporcionat problemes a altres divulgadors com Adrián Paenza. És un problema de plantejament fàcil i de resolució sorprenent que ens pot permetre a l'aula parlar de demostracions, de condicions necessàries, condicions suficients... i que ens pot obrir tot un ventall de preguntes noves. Passem a plantejar i comentar el problema.

Tenim un tauler quadriculat limitat per dalt i per l'esquerra però infinit cap a la dreta i cap avall. En aquest tauler marquem un quadrat de 2x2 a la cantonada superior esquerra i que anomenarem com a "banca".
Posem tres monedes a la banca tal com es mostra a l'esquema.
L'objectiu és treure les tres monedes de la banca amb aquestes dues regles:
  1. Si traiem una moneda apareixen dues noves a la casella immediatament dreta i immediatament inferior.
  2. No podem eliminar una moneda si la casella dreta o inferior estan ocupades per una altra moneda.
La demanda del problema és explicar com treure les tres monedes de la banca... o demostrar que és impossible.

El mateix Bellos ens enllaça un applet fet amb Scratch, dissenyat per Mtega, per practicar el problema. Cosa que us animem a fer abans de continuar llegint.

Heu practicat ja?

Per poc que us hàgiu dedicat començareu a sospitar que si el problema costa de resoldre i a l'enunciat es demana la demostració d'impossibilitat, és que les coses van per aquí: que encara que a priori sembla que es puguin treure les monedes en realitat és impossible.

De fet, la demostració d'impossibilitat és sorprenent per indirecta, bella, entenedora... però poc intuïtiva en el que respecta al plantejament i el camí de resolució. És molt difícil que algun alumne arribi a aconseguir-la, però sí que l'entenguin i vegin la bellesa i potència de les matemàtiques. Presentar alguna demostració d'impossibilitat és interessant per a l'alumnat perquè entenguin com són les matemàtiques i com, amb una mica d'esforç, ens podem estalviar treballs inútils que no ens portaran enlloc.

T'animes a continuar i veure possibilitats didàctiques?

29 de maig del 2018

El joc dels forts

Aquest joc té un principi semblant al conegut joc dels vaixells, però és infinitament més interessant perquè, encara que persisteix un punt d'atzar, domina, i molt, la lògica. Reconec que no l'he provat mai a l'aula i no sabria dir per què, ja que fa trenta anys havia jugat molt i fèiem unes partides triples immenses amb els amics Carles Vallès i Jordi Deulofeu. El vam conèixer per un llibre de Pierre Berloquin absolutament recomanable: 100 jeux de table. El llibre organitzava els jocs en "jocs sobre paper blanc", "sobre paper quadriculat", "sobre tauler d'awelé", "sobre tauler de backgammon", "de pions"...


Expliquem les regles:
  • Cada jugador dibuixa, d'amagat, tres forts en un tauler de 10x10 de manera que els forts no es toquin ni pels vèrtexs. Un fort és un quadrat de 3x3 amb la casella central pintada d'un altre color i que anomenarem quarter general.
  • Un cop cada jugador ha dibuixat els seus forts comença el joc. S'ha de tenir un caseller semblant en blanc per anotar les tirades pròpies.
  • Una tirada consisteix a fer un "vol de reconeixement" seguint una línia que indicarem amb una casella de sortida i una direcció. El vol de reconeixement fa una fotografia a cada casella per la qual passa. Quan s'ha acabat el vol, el contrari ens diu quantes "fotografies" s'han fet sobre els seus forts. Ens diu el total sense indicar si són d'un, dos o tres forts. A la imatge tenim un exemple. A la tirada  A2-Est, la informació que ens han de tornar és "3"
  • Els dos jugadors van tirant alternativament i recavant informació. A la imatge tenim dues tirades més: A1-Sudest (4) i D1-Sud (6)
  • Quan un dels dos jugadors creu que sap les coordenades dels tres quarters generals atura el joc i les diu. Atenció! Si s'equivoca, ni que sigui en una, perd la partida. Si encerta i és el que ha tirat primer l'altre jugador té dret a dir les coordenades del primer i si també les encerta seran taules.
A priori sembla que s'han de fer moltes tirades per encertar les coordenades dels forts contraris, però poques vegades, si les tirades són "bones", caldran més de 8 tirades. Per exemple, en aquest caseller ja tenim sis tirades. No tenim prou informació per encertar on són els quarters generals però sí per a fer les primeres conjectures.


Mirem com?

21 de maig del 2018

Fem quadrats en sèrie

Aquesta proposta ve de l'imprescindible web de l'NRICH i té el nom original d'Sticky Numbers. Cal dir que sovint mires les activitats i no prens la mesura de la seva potència fins que t'hi poses a treballar o una altra persona, que ho ha fet, te la destaca. A mi em va arribar per la Sílvia Margelí que, a la vegada, la va veure en una formació de l'AraMat. També en podem trobar una referència, no cal dir-ho, al Blog del PuntMat. Vaja... el que vull dir és que compartir problemes és una bona manera de conèixer possibles activitats d'aula interessants i, sobretot, de buscar maneres d'estirar-les.

Començarem fent una petita variant de la proposta d'NRICH (variant que tampoc és d'invenció pròpia i està inspirada en una altra activitat del web Transum). Plantejarem un joc per a dos jugadors. A l'exemple tenim 17 cartes amb els nombres de l'1 al 17. Es barregen i es treu una a l'atzar que es col·loca sobre la taula. Imaginem que surt el 12.


La jugada correcta consisteix a posar una carta al costat d'aquesta de manera que entre totes dues sumin un quadrat perfecte. En aquest cas el primer jugador pot triar entre el 4 (12+4=16) o el 13 (13+12=25). Imaginem que juga el 4. El 2n jugador podrà triar ara entre el 13, per posar-lo al costat del 12 o el 5, per posar-lo al costat del 4 (4+5=9).

El 2n jugador podrà triar ara entre el 13, per posar-lo al costat del 12 o el 5, per posar-lo al costat del 4 (4+5=9). El joc continua fins que un dels jugadors no pot col·locar cap targeta i perd la partida. Si es col·loquen totes seran taules. En aquesta partida d'exemple ja no es poden posar més cartes i ha guanyat el 1r jugador.

Podem continuar jugant de forma competitiva o, millor, de forma cooperativa: intentant fer sèries tan llargues com sigui possible o, fins i tot, una sèrie completa amb tots els nombres. No cal dir que la quantitat de cartes potser diferent de 17. El que té d'interès de fer-ho amb cartes és que les proves es fan d'una forma més àgil que amb llapis i paper, sobretot per controlar que utilitzem tots els nombres o que no en repetim cap. La pàgina d'NRICH té un petit applet (que no funciona en tots els navegadors; per exemple sí ho fa amb Firefox) que permet moure i encadenar els nombres.

A l'activitat original se'ns convida a investigar amb altres nombres, especialment del 31 en avall. I aquí haurem de fer com l'Adrián Paenza en els seus llibres: convidar-vos a resoldre el problema i, sobretot, a cercar estratègies per poder buscar les cadenes completes si existeixen. Si no ho fas i continues llegint veurem que hi ha estratègies que relacionen aquest problema amb aspectes de topologia com els camins Hamiltonians.

Voleu veure una manera de fer-ho?

15 de gener del 2018

El joc de l'Oca i les probabilitats

Hi ha moltes teories sobre l'origen del joc de l'Oca. Fins i tot algunes de molt esotèriques que el relacionen amb el Camí de Sant Jaume. No entrarem, per descomptat, en aquest tema. Sí que sabem que Francesc de Mèdici li'n va regalar un a Felip II i que, d'aquesta manera, va entrar a la cort espanyola i, de mica en mica, a la resta de corts europees. També sabem que hi ha moltes versions que il·lustren fets històrics o narracions diverses. I a les escoles hem fet un munt de versions relacionades amb la didàctica. Aquí parlarem del joc de l'Oca més tradicional, que ha arribat a nosaltres i que consta de 63 caselles amb les seves oques, ponts, daus, laberint... Gran part del seu èxit segurament és degut al fet que és un joc que depèn absolutament de l'atzar. No s'ha de prendre cap decisió. El parxís, per exemple, és més complex perquè no ens limitem a tirar els daus i comptar, ja que hem de triar amb quina fitxa ho fem. Aquí no. Anem on ens porta la sort. No hem de pensar.


Amb els alumnes més petits podem utilitzar el joc a l'aula per exercitar la suma, per exemple fent anticipar a quina casella es caurà, un cop tirat el dau, abans de fer el moviment. També jugant amb dos daus. Quan són una mica més grans ens podem fer altres tipus de preguntes. Per exemple:
  • Podem estimar quina longitud tindria el tauler si "estirem" el recorregut posant-lo recte? El doble de l'amplada? El triple?...
  • Pot existir una partida infinita en què no s'arribi mai al final?
  • Es pot arribar amb una sola jugada fins al final? (considerarem part d'una mateixa jugada quan tenim opció a tornar a tirar el dau, com quan es cau a una oca).
  • Si és així quin és el mínim de vegades que haurem de tirar el dau?
  • Quin patró segueix la distribució de les oques?
Però a secundària ens poden sorgir preguntes noves:
  • Quina és la duració mitjana d'una partida?
  • Fins a quines caselles i amb quina probabilitat puc arribar en una sola jugada? I en dues? I en tres?...
  • Totes les caselles es "visiten" igual, o hi ha unes caselles per les quals passem més que altres?
En aquest article ens centrarem en aquestes darreres preguntes, que no són tan fàcils de contestar com sembla. Us convidem que, abans de continuar llegint, estimeu unes primeres respostes provisionals.

Per entrar en el tema, però, començarem per una versió de l'oca ben reduïda: un tauler de 10 caselles. Es comença el joc a la casella zero. La 3 i la 6 serien oques. Si es cau a la 6 s'arriba directament al final. La 8 porta al principi de nou.
Continuem?

26 de novembre del 2017

Altres daus no transitius

Titular un article Altres daus no transitius dona per suposat que ja es coneixen "uns" daus intransitius. Fa uns anys en vam parlar a l'antic web del Calaix en una activitat que es deia Tirem els daus. Si no hi voleu tornar, tot i que allà trobareu applets per interactuar, en farem cinc cèntims abans.

El joc de Pedra-Paper-Tisores no és transitiu. Forma un cicle on sempre, enfrontades una a una, un de les opcions guanya a una altra: pedra a tisores, tisores a paper i paper a pedra. Comparem ara, però aquests tres daus de l'esquema:


És evident que el dau A guanyarà sempre al B. Direm que és més "fort". El B també és més fort que el C. I si comparem el C i l'A veurem que A també és més fort. Ho podríem resumir dient que A és el dau més fort del grup. S'acompleix la propietat transitiva: A>B, B>C i, per tant, A>C. Aquesta propietat la tenim molt integrada en els nostres cervells encara que no sapiguem el nom. Es produeix en moltes situacions ordenades. Però hi ha altres conjunts de daus que no tenen el mateix comportament. Mirem, per exemple, aquest grup de daus:


Ara un dau el considerarem "més fort" si guanya més vegades a l'altre. Un quadre d'enfrontaments ens donarà alguna sorpresa.


Ens trobem que A guanya a B en els 2/3 dels casos, B guanya a C en la mateixa proporció, C guanya a D els 2/3 de les vegades i... D guanya a A també en 2 de cada tres casos! No hi ha transitivitat.

Aquest conjunt de daus els va popularitzar, per descomptat, Martin Gardner l'any 1970. Els podem trobar al llibre Ruedas, vida y otra diversiones matemáticas. L'inventor dels daus va ser l'estadístic estatunidenc Bradley Efron.

Però es poden reduir la quantitat de daus? Podem fer que no hi hagi repeticions de nombres? Què succeirà si els tirem a la vegada? I si comparem enfrontaments dau a dau amb enfrontaments comptant la suma de dos daus?

A continuació li donarem algunes voltes a aquestes idees per anar més enllà dels daus d'Efron. Ens basarem en el capítol Les dés affreux d'Efron del llibre de Jean-Paul Delahaye titulat Les mathématiciens se plient au jeu.

T'animes a continuar?

18 d’abril del 2017

Un joc d'estratègia amb aire diofàntic

A la 53a Olimpiada Matemática Española, celebrada al mes de març de 2017, es va proposar el següent problema que convida a analitzar un joc. El més interessant és que, canviant els nombres, es pot jugar des de l'educació primària. Però la cerca d'una estratègia també comporta un bon treball matemàtic. La imatge del full de l'enunciat me la va enviar l'amic i especialista en jocs Jordi Deulofeu.


El joc es planteja sobre un tauler però poder fer un equivalent numèric ràpidament:
"Cada jugador pot sumar 53 o restar 2 alternativament. Es comença des de zero i guanya qui arriba exactament a 2017. No es pot sobrepassar en cap moment el 2017 ni es pot baixar de zero."
Com que no som "olímpics" treballarem el joc "a pic i pala". És interessant perquè en el seu estudi es poden veure dues fases ben diferents i, en una d'elles, la representació visual que fem ens pot ser de gran ajuda ja que ens permetrà fer analogies no numèriques per a la cerca de l'estratègia.

Reduïm el joc i fem les primeres passes

És molt habitual en l'anàlisi de jocs fer variacions que simplifiquin el problema i així poder facilitar els descobriments. Per exemple podem jugar amb +7 i -2 i que el límit sigui 23. Fins i tot per estudiar-lo a l'aula seria molt millor presentar inicialment una versió reduïda i més accessible. Abans de seguir llegint et proposem que analitzis el joc. I si ara no en tens ganes de fer-ho... continua la lectura.

Amb aquests nous nombres, quina quantitat anterior a 23 m'assegura guanyar? La resposta no és massa difícil: 18. Si al contrari li deixo 18 no en pot sumar 7, perquè es passaria de 23, per tant, està obligat a restar 2 deixant-ne 16. Ara només em caldrà sumar 7 per arribar a 23. Molt bé, però quina quantitat anterior m'assegura arribar al 18 guanyador. Aplicant un raonament regressiu (molt habitual també en l'anàlisi de jocs) veurem que també seran 5 abans del 18: el 13. Si suma 7 podré restar 2 i deixar el total en 18 (13+7-2=18). Si en resta 2 podré sumar 7 i tornar a deixar en 18 (13-2+7=18). Fent aquest raonament regressiu veiem que els nombres guanyadors són:

18 - 13 - 8 - 3

A partir de qualsevol d'aquests nombres només cal fer "el contrari" que l'altre jugador: si suma 7 en restarem 2, i si en resta 2 sumarem 7. Hi ha un nombre clau amagat que marquen les solucions: van de cinc en cinc. El cinc s'obté dels nombres del joc 7-2. El 3 que inicia la sèrie tampoc és difícil de calcular: és el residu de dividir 23 entre 5.

Com aconseguir un nombre guanyador?

El problema ara és com aconseguir una d'aquestes quantitats. Una possibilitat és fer un diagrama en arbre de les possibles jugades i "netejar-lo" després per deixar només l'estratègia guanyadora. Fent-ho veurem que amb aquests nombres pot guanyar sempre el primer jugador (A), ja que pot assegurar-se arribar a 3 o a 13 i, a partir d'aquí, aplicar el que hem vist: fer la jugada contrària a l'altre. Les línies vermelles indica que són jugades obligades.


Tornem al joc original

Apliquem la nostra anàlisi al problema original (-2, +53,  de 0 a 2017). El "nombre clau" serà 51 (53-2). El primer nombre guanyador serà 28 (el residu de dividir 2017 entre 51). Aquest nombre ens permet obtenir la resta de la sèrie de nombres guanyadors: 28 - 79 - 130 - 181... 1915 - 1966. El primer dels jugadors que assoleixi una d'aquestes quantitats (de la forma 51n+28) podrà guanyar la partida. Però quin dels dos la pot aconseguir primer? Com? No sembla que el diagrama en arbre ens pugui ajudar gaire ara. Haurem de canviar l'enfocament.

T'animes a seguir?