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# Mathématiques# Combinatoire# Théorie des nombres

Le changement stratégique dans les jeux Zeckendorf

Explore la fascinante version inversée du jeu de Zeckendorf.

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Tactiques de ZanyTactiques de ZanyZeckendorfen mode inversé.Dévoile les nouvelles stratégies de jeu
Table des matières

Le jeu de Zeckendorf est un jeu à deux joueurs qui utilise les Nombres de Fibonacci. Chaque nombre naturel peut être exprimé comme une somme de nombres de Fibonacci sans inclure des termes consécutifs. Cette manière unique de décomposer les nombres s'appelle la décomposition de Zeckendorf. Le jeu original commence avec un nombre naturel, et les joueurs font des coups pour atteindre sa décomposition de Zeckendorf. Le joueur 2 peut toujours gagner ce jeu.

Dans notre nouvelle version appelée le jeu de Zeckendorf inversé, on change les règles. Au lieu de commencer par un nombre et de s'orienter vers sa décomposition de Zeckendorf, on commence à la position finale et on essaie de renverser les coups, en remettant toutes les pièces dans une seule pile. Ça crée un nouveau défi où le joueur 1 peut gagner.

Les Bases des Nombres de Fibonacci

Les nombres de Fibonacci forment une séquence où chaque nombre est la somme des deux précédents. Cette séquence commence par 0 et 1. La propriété unique des nombres de Fibonacci nous permet d'exprimer n'importe quel nombre naturel d'une manière spécifique. Chaque nombre aura sa somme de Fibonacci distincte sans utiliser de nombres de Fibonacci consécutifs.

Le Jeu Original de Zeckendorf

Dans le jeu original, chaque joueur travaille avec un nombre et peut le décomposer en nombres de Fibonacci. Les joueurs ont deux coups principaux :

  1. Combiner : Les joueurs prennent deux jetons de deux tas différents et les ajoutent à un troisième tas.
  2. Diviser : Les joueurs prennent un jeton d'un tas et le divisent en deux jetons plus petits.

Le jeu continue jusqu'à ce qu'un joueur ne puisse plus jouer. Ce joueur perd.

Des chercheurs ont montré que ce jeu se termine toujours avec la décomposition de Zeckendorf du nombre de départ. Le joueur 2 a une stratégie gagnante, ce qui signifie qu'il peut toujours forcer la victoire.

Le Jeu de Zeckendorf Inversé

Le jeu inversé prend le concept du jeu original et le retourne. Au lieu de partir d'un nombre, les joueurs commencent avec l'état final du jeu de Zeckendorf et essaient de tout remettre dans la première boîte.

Les coups sont similaires mais vont dans la direction opposée. Quand les joueurs font un coup de division, ils mettent des jetons dans les deux bacs inférieurs au lieu de les retirer. Le défi maintenant est de voir comment les Stratégies gagnantes changent. On découvre que le joueur 1 peut gagner dans de nombreuses situations.

Stratégies Gagnantes dans le Jeu Inversé

Dans la version inversée, on analyse les schémas gagnants qui émergent. Le joueur 1 peut créer une stratégie gagnante quand certaines conditions sont présentes. Avec une planification soignée, le joueur 1 peut s'assurer que le joueur 2 sera celui qui manquera de coups en premier.

Théorèmes Clés

  1. Le Joueur 1 Gagne : Le joueur 1 a une stratégie gagnante pour beaucoup de Configurations dans le jeu inversé.
  2. Le Joueur 2 Gagne Parfois : Le joueur 2 peut gagner pour un nombre infini de configurations, mais ce n'est pas aussi courant.
  3. Pourcentage de Victoire : Au fil du temps, le joueur 1 a un pourcentage défini de victoires dans le jeu inversé.

Comment Fonctionnent les Durées de Jeu

Les durées de jeu peuvent varier en fonction du nombre de jetons présents. Le jeu le plus court reflète moins de coups, tandis que le plus long peut être calculé en fonction de divers facteurs du jeu.

Le Jeu le Plus Court

Le jeu le plus rapide se produit quand il y a le moins de coups possibles.

Le Jeu le Plus Long

Le jeu le plus long est basé sur la complexité la plus élevée des décompositions de nombres. Les chercheurs ont créé des limites pour mesurer combien de temps le jeu peut durer.

Jeux Joués au Hasard

Les éléments aléatoires dans les jeux de Zeckendorf inversés ouvrent de nouvelles possibilités. En plaçant des probabilités différentes sur les coups, on peut analyser les schémas et les tendances de chaque joueur. Certaines configurations mènent à des résultats prévisibles, tandis que d'autres peuvent conduire à des surprises.

Différentes Positions de Départ

Un aspect intéressant du jeu inversé est sa flexibilité en matière de points de départ. Les joueurs peuvent commencer dans une variété de configurations plutôt que strictement à la décomposition.

Toutes les Hauteurs Paires

Quand les positions de départ consistent en paquets pairs, le joueur 2 peut toujours gagner en faisant miroir aux coups du joueur 1. Cette stratégie garantit que le joueur 1 atteindra finalement une position sans coups disponibles.

Uns, Deux, et Trois

Quand on commence avec quelques jetons, comme des uns, des deux et des trois, on peut identifier des stratégies gagnantes basées sur l'arrangement de ces nombres. Chaque configuration unique peut mener à des résultats distincts.

Le Jeu de Construction

Une extension de ces idées est le jeu de construction. Dans ce jeu, les joueurs prennent des tours pour ajouter des jetons jusqu'à atteindre un certain nombre. Une fois le nombre atteint, le jeu passe au jeu de Zeckendorf inversé. Le gagnant est celui qui a la position gagnante dans le jeu inversé.

Conclusion

Le jeu de Zeckendorf inversé introduit une nouvelle variante d'un concept établi. En retournant la direction du jeu, on découvre de nouvelles stratégies et résultats. Bien qu'il s'inspire du jeu original, la version inversée ajoute des couches de complexité et de compétitivité, mettant en avant les aspects fascinants de la théorie des nombres dans un format ludique. Cette exploration suggère des travaux futurs et des domaines potentiels d'étude dans le domaine des jeux combinatoires et de la stratégie mathématique.

Directions Futures

La recherche autour des jeux inversés et de leurs structures de victoire uniques offre de nouvelles avenues à explorer. La complexité des stratégies gagnantes invite à une analyse approfondie, surtout pour différentes configurations. Explorer d'autres types de jeux inversés pourrait donner des résultats intrigants, et des modifications des règles peuvent conduire à encore plus de découvertes.

Dans l'ensemble, l'étude du jeu de Zeckendorf inversé ouvre un champ d'enquête et de plaisir riche, alliant mathématiques et jeu stratégique.

Source originale

Titre: The Reversed Zeckendorf Game

Résumé: Zeckendorf proved that every natural number $n$ can be expressed uniquely as a sum of non-consecutive Fibonacci numbers, called its Zeckendorf decomposition. Baird-Smith, Epstein, Flint, and Miller created the Zeckendorf game, a two-player game played on partitions of $n$ into Fibonacci numbers which always terminates at a Zeckendorf decomposition, and proved that Player 2 has a winning strategy for $n\geq 3$. Since their proof was non-constructive, other authors have studied the game to find a constructive winning strategy, and lacking success there turned to related problems. For example, Cheigh, Moura, Jeong, Duke, Milgrim, Miller, and Ngamlamai studied minimum and maximum game lengths and randomly played games. We explore a new direction and introduce the reversed Zeckendorf game, which starts at the ending state of the Zeckendorf game and flips all the moves, so the reversed game ends with all pieces in the first bin. We show that Player 1 has a winning strategy for $n = F_{i+1} + F_{i-2}$ and solve various modified games.

Auteurs: Zoë X. Batterman, Aditya Jambhale, Steven J. Miller, Akash L. Narayanan, Kishan Sharma, Andrew K. Yang, Chris Yao

Dernière mise à jour: 2023-10-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.12748

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.12748

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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