۶ مکعب با شمارههای ۱ تا ۶ و یک میز در اختیار داریم. هر مکعب را میتوانیم یا به صورت مستقل روی میز بگذاریم یا دقیقا روی یک مکعب دیگر. به تعدادی از مکعبها که از پایین به بالا روی هم قرار گرفتهاند یک برج میگوییم. برای مثال در شکل مقابل٬ <۱٫۵٫۲> به ترتیب یک برج میسازند. یک «وضعیت»٬ یک نحوهی شکلگیری برجهاست. جای برجها نسبت به هم اهمیتی ندارد و فقط این مهم است که هر مکعب روی کدام مکعب (یا روی میز) است. مثلا در شکل اگر جای برج <۶٫۴> با برج تکی <۳> عوض شود٬ وضعیت جدیدی را نمیسازد؛ اما اگر جای ۴ با ۶ عوض شود یک وضعیت جدید داریم.
با توجه به توضیح بالا به سه سوال زیر پاسخ دهید:
۶ مکعب چند وضعیت شامل دقیقا دو برج میتوانند داشته باشند؟ چند وضعیت شامل دقیقا ۳ برج؟
پاسخ
گزینهی (۲) درست است.
برای دو ستون تعداد مکعبهای ستون کوچکتر ۱، ۲ یا ۳ میباشد که تعداد حالات چیدن مکعبها در این وضعیتها به ترتیب ۷۲۰، ۷۲۰ و ۳۶۰ میباشد که مجموع آنها ۱۸۰۰ میباشد.
برای سه ستون تعداد مکعبهای ستونها ۲-۲-۲ یا ۱-۲-۳ و یا ۱-۱-۴ است.
تعداد حالات چیدن مکعبها در حالت اول ۱۲۰، در حالت دوم ۷۲۰ و در حالت سوم ۳۶۰است.
پس مجموع تعداد حالات برای سه ستون ۱۲۰۰ میباشد.
یک «حرکت»٬ شامل برداشتن بالاترین مکعب از یک برج و قرار دادن آن بر روی بالاترین مکعب برجی دیگر از مکعبها یا روی میز است. (این دو کار با هم «یک» حرکت هستند.) مثلا در شکل بالا میتوان با یک حرکت ۲ را روی ۳ یا روی ۴ و یا حتی روی میز قرار دارد.
با حداقل چند حرکت میتوان وضعیت شکل بالا را تبدیل به وضعیت تک-برج با اعداد صعودی ۱ تا ۶ از پایین به بالا (یعنی تنها یک برج <۱٫۲٫۳٫۴٫۵٫۶>) کرد؟ حداقل چند حرکت برای تبدیل وضعیت بالا به تک-برج نزولی از پایین به بالا (یعنی <۶٫۵٫۴٫۳٫۲٫۱>) لازم است؟
پاسخ
گزینهی (۴) درست است.
حداقل میزان $K$ چهقدر باید باشد که مطمئن باشیم با حداکثر $K$ حرکت هر وضعیت آغازینی از ۶ مکعب را میتوانیم به هر وضعیت دیگری که از ما خواسته میشود٬ تبدیل کنیم؟
پاسخ
گزینهی (۲) درست است.
جواب ۱۰ حرکت است.
شرط لازم: اگر بخواهیم «۶ ،۵ ،۴ ،۳ ،۲ ،۱» رابه «۱ ،۶ ،۵ ،۴ ،۳ ،۲» تبدیل کنیم به ۱۰ حرکت نیاز داریم. چون با ۵ حرکت مکعب ۱ روی میز قرار میگیرد و هیچ کدام از دیگر مکعبها به درستی روی هم قرار نگرفتهاند. پس ۵ حرکت دیگر لازم است تا همگی روی مکعب ۲ قرار گیرند.
شرط کافی: برای ساختن هر ترتیبی ابتدا با حداکثر ۵ حرکت ۶ ستون یک مکعبی میسازیم و سپس با ۵ حرکت مکعبها را به ترتیب روی مکعبی که باید زیر باشد میچینیم.