Пятьсот двадцать головоломок - Генри Дьюдени

Человек приходит к ручью с двумя сосудами вместимостью соответственно 15 и 16 л. Каким образом он может отмерить ровно 8 л воды за наименьшее число операций? Наполняя сосуд, опустошая его или переливая воду из одного сосуда в другой, мы совершаем одну операцию.

Эта головоломка нетрудна, однако мне кажется, что читатель найдет ее весьма занимательной и поучительной. Вряд ли стоит добавлять, что никаких уловок, вроде отметок на сосудах и наклонов последних, не допускается.

394. Затруднительное положение. Давайте теперь сделаем следующий шаг и рассмотрим случай, когда некоторое количество жидкости пропадает, хотя запас жидкости на этот раз ограничен сверху заданной величиной.

Американские органы по контролю над спиртными напитками[20] обнаружили полную бочку пива и собрались было уже опрокинуть ее на землю, когда владелец бочки, указав на два кувшина, попросил оставить ему немного пива, чтобы немедленно распить его со своими домашними. Один кувшин вмещал 7, а другой 5 кварт. Полицейский был шутником и, полагая, что это невозможно, разрешил хозяину оставить по одной кварте пива в каждом кувшине, если тот сумеет точно отмерить это количество пива, не выливая ничего обратно в бочку.

Как это можно сделать за наименьшее число операций, не делая пометок на кувшине и не прибегая ни к каким другим уловкам? Напомним, что американская пивная бочка содержит ровно 120 кварт.

395. Снова затруднительное положение. Попытайтесь решить предыдущую головоломку при условии, что пиво можно переливать обратно в бочку.

396. Бочонок вина. У одного человека был бочонок вина вместимостью 10 л и кувшин. Однажды он наполнил из бочонка полный кувшин вина, а бочонок долил водой. Когда вода полностью смешалась с вином, он еще раз налил полный кувшин и снова долил бочонок водой. После этого вина и воды в бочонке оказалось поровну.

Какова вместимость кувшина?

397. Измерение воды. Служанку послали к роднику с двумя сосудами вместимостью 7 и 11 пинт. Ей нужно принести назад ровно 2 пинты воды.

Чему равно наименьшее число операций в этом случае? Под «операцией» мы понимаем либо наполнение сосуда, либо его опорожнение, либо переливание воды из одного сосуда в другой.

398. Винная смесь. Один сосуд наполнен вином на ⅓, а другой сосуд равной вместимости — на ¼. Каждый из этих сосудов долили водой и все их содержимое смешали в кувшине. Половину получившейся смеси снова вылили в один из двух сосудов.

В каком соотношении там оказались после этого вино и вода?

399. Украденный бальзам. Три вора украли у одного джентльмена вазу с 24 унциями бальзама. Спешно унося ноги, они встретили в лесу продавца стеклянной посуды, у которого и приобрели три сосуда. Найдя укромное местечко, воры решили разделить добычу, но тут обнаружили, что вместимость их сосудов 5, 11 и 13 унций.

Как им разделить между собой бальзам поровну?

400. Доставка молока. Однажды утром молочник вез в свою лавку два 80-литровых бидона с молоком, как вдруг ему повстречались две женщины, умолявшие тут же продать им по 2 л молока. У миссис Грин был кувшин вместимостью 5 л, а у миссис Браун 4-литровый кувшин, в то время как у молочника вообще нечем было отмерять молоко.

Как же молочник умудрился налить точно по 2 л молока в каждый кувшин? Вторая порция доставила ему наибольшие трудности. Однако он успешно справился с задачей всего за 9 операций. (Под «операцией» мы понимаем переливание либо из бидона в кувшин, либо из одного кувшина в другой, либо, наконец, из кувшина назад в бидон.)

Каким же образом действовал молочник?

401. Путь до Типперери. Популярный бард уверяет нас, что «путь далек до Типперери». Взгляните на прилагаемую карту и скажите, сумеете ли вы найти наилучший путь туда. Отрезки прямых изображают переходы от города до города. Из Лондона в Типперери следует добраться за четное число переходов. Сделать это за 3, 5, 7, 9 или 11 переходов не составляет труда, но все это нечетные числа. Дело в том, что при нечетном числе переходов опускается один очень важный морской переход. Если вам удастся добиться цели и вы доберетесь до места за четное число переходов, то это произойдет потому, что вы пересечете Ирландское море. Какой отрезок пути проходит по Ирландскому морю?

402. Разметка теннисного корта. Линии нашего теннисного корта почти стерлись и нуждаются в обновлении. Мое приспособление для разметки таково, что, начиная и кончая линию где угодно, мне нельзя ее прервать, чтобы не смазать. Поэтому некоторые участки приходится проходить дважды.

С какого места мне следует начать и по какому пути двигаться, чтобы, не прерывая линии, полностью разметить корт и дважды пройти как можно меньшие участки? Размеры корта приведены на рисунке. Какой же путь будет наилучшим?

403. Пересекая отрезки. На протяжении многих лет меня нередко спрашивают, разрешима ли следующая головоломка.

Требуется тремя непрерывными линиями, не отрывая карандаша от бумаги и не проходя по одному и тому же участку дважды, начертить сеть линий, изображенную на рисунке 1 (крестики, разумеется, чертить не нужно).

Существует общее мнение, что этого сделать нельзя. Я обозначил крестиками «нечетные узлы», а общее правило для таких задач гласит, что минимальное число непрерывных линий должно равняться половине числа нечетных узлов, то есть точек, из которых можно двигаться по нечетному числу направлений. В нашем случае имеется 8 узлов, из которых можно двигаться по трем (нечетное число) направлениям, и, следовательно, требуется четыре линии. Однако эту головоломку можно решить с помощью одного трюка, истолковав условия буквально. Сначала вы складываете бумагу и жирным карандашом рисуете CD и EF (см. рисунок 2) одним росчерком. Затем вторым росчерком вы проводите линию от А до В и третьим — линию GH.

За последние несколько лет эта головоломка обрела новую форму. Вам дают ту же сеть линий и предлагают, начав с любого места, обойти ее, побывав на каждом отрезке один и только один раз и нигде не пересекая своего пути. На рисунке 3 показано, что именно имеется в виду. Там изображена одна из попыток решить головоломку. Эта попытка неудачна, поскольку отрезок KL остался нетронутым. Мы могли бы пересечь его вместо КМ, но от этого положение ничуть не улучшилось бы.

Возможно ли решить головоломку вообще? Многие из моих корреспондентов сообщают, что, хотя они и пришли к «благочестивому заключению» о неразрешимости головоломки тем не менее им остается неясным, каким образом можно доказать ее неразрешимость, а это уже совсем другой вопрос.

404. Девять мостов. На рисунке изображена схема района со сложной системой ирригационных сооружений. Линиями обозначены каналы, окружающие 4 острова A, В, C и D. На каждом из островов стоит дом. Через каналы перекинуты 9 мостов Когда бы Томпкинс ни выходил из дома, собираясь навестить своего приятеля Джонсона, он всегда следует одному и тому же эксцентрическому правилу — прежде чем добраться до места назначения, он непременно проходит по каждому из мостов только один раз.

Сколько различных маршрутов может при этом выбрать Томпкинс? Его собственным домом можно считать любой.

405. Нападение на рыболовные суда. На промысел в море вышли 49 рыболовных судов. Представьте себе, что на них напал вражеский корабль. Каким образом он смог бы их протаранить и потопить, следуя 12 прямыми курсами, если весь маневр начинается и заканчивается в одной точке?

406. Пути в церковь. Человек, живущий в доме, который изображен в левом нижнем углу рисунка, хочет узнать, какое наибольшее число путей ведет от его дома к церкви. Все дорожки на рисунке обозначены прямыми линиями. Человек всегда идет либо на север, либо на восток, либо на северо-восток, с каждым шагом приближаясь к церкви.

Подсчитайте общее число различных путей, которыми он может добраться до церкви.

407. Противолодочная сеть. На рисунке изображен участок длинной противолодочной сети. Головоломка состоит в том, чтобы, сделав наименьшее число разрезов снизу вверх, разделить сеть на две части, освободив тем самым проход для подводной лодки.

Где именно следует перерезать сеть, если разрезать узлы запрещается? Помните также, что разрезы следует производить от нижней границы сети до верхней.

408. Двадцать два моста. Вы видите здесь схему района с развитой системой ирригационных сооружений, на которой указаны многочисленные каналы и мосты. Человек выходит с одного из участков, обозначенных буквами, чтобы навестить приятеля, живущего на другом участке. Желая при этом совершить моцион, он проходит по каждому мосту один и только один раз.