ביום של חג פורים, בר ואילן התעוררו מוקדם כדי לחלק משולחי מנות.
כשהם חזרו הביתה הם מצאו תיבה מסתורית בפתח הבית ועליה פתק:
'עבור בר ואילן – חג פורים שמח!'.
הם פתחו את הקופסה, ובתוכה מצאו עוד 120 קופסאות קטנות מסודרות בשורה.
לצד הקופסאות - מעין כספת גדולה נעולה באמצעות קוד.
על הכספת הופיע מכתב עם הנחיות:
"בר ואילן היקרים,
הכנתי לכם משלוח מנות מיוחד מאוד, עם המון ממתקים וחטיפים טעימים,
אך כדי להינות מהם – תצטרכו להצליח לגלות כמה פתקים ירוקים יש בקופסאות הקטנות.
המספר הזה - הוא הקוד של הכספת.
בכל אחת מהקופסאות הקטנות שלפניכם נמצא פתק אחד, ייתכן שהוא בצבע ירוק וייתכן שהוא בצבע אדום.
חשוב לי לציין כי אם ישנן קופסאות עם פתקים ירוקים הרי שאלו הקופסאות השמאליות ביותר
(לדוגמה: אם יש 73 פתקים ירוקים, הם יהיו בקופסאות 1-73).
בכל רגע תוכלו לפתוח קופסה אחת קטנה ולראות את צבע הפתק שבתוכה, אך יש לתכנן את המהלכים שלכם בקפידה!
לאחר הפעם השנייה בה תראו פתק אדום – כל הקופסאות הקטנות ינעלו.
אתם אמנם תוכלו להקיש את הקוד, אך לא תוכלו לפתוח עוד קופסאות.
דבר אחרון, תיכנתי את כל המערכת כך שהיא תחייב אתכם לפעול ביעילות.
אם תפתחו יותר קופסאות מהמינימום הדרוש - הכספת תאפשר לכם לפתוח קופסה נוספת רק פעם בחצי שעה.
בהצלחה ובתיאבון!!
נ.ב
אה, ולמקרה ששכחתי לציין - אם תקישו קוד שגוי, הכספת תינעל למשך 24 שעות לפני שתוכלו לנסות שוב..."
"טוב, אילן – אתה מסכים איתי שכדאי שנתכנן את הצעדים שלנו לפני שנתחיל לפתוח קופסאות?"
"מסכים בהחלט, למרות שאני כבר קצת רעב..."
"אז אולי נבקש עזרה מהנערות והנערים המוכשרות והמוכשרים במתמטיקה?"
"רעיון נפלא! ואם הם עדיין לא בתוכנית שלנו?"
"אה! אז נזמין אותם להצטרף – הנה קישור בבקשה: https://bit.ly/math-talented-youth-2024"
_____________________
מוזמנות ומוזמנים לפתור את החידה בתמונה המצורפת.
לצפייה בחידה במלואה (תמונה) - לחצו כאן
כרמל, תלמיד התוכנית בקבוצת ז' בראש העין, מתאר את תהליך הפתרון שלו:
""התחלתי מלחשוב שהדרך צריכה להיות בקפיצות של 10 ואז הבנתי שהמצב הכי גרוע הוא ב-21. ויש דרכים שהן יותר טובות.
אז ניסיתי דרך שבה המצב הכי גרוע יהיה 20.
אז אם בראשון ראיתי אדום אז הראשון צריך להיות 20. אם בשני היה אדום אז השני היה 39 אם השלישי היה אדום אז השלישי היה 57 וכך הלאה.
הצלחתי עם 20 אז עכשיו ניסיתי עם 19.
שם הקופסא הראשונה היא 19 והשנייה היא 37 והשלישית היא 54 וכך הלאה.
הצלחתי עם 19 אז ניסיתי עם 18. ואז עם 17 ועם 16 ועם 15. ב-15 המספר האחרון שחיברתי היה 1 ולכן הבנתי שזה הנכון."
__________
אסף, תלמיד התוכנית בקבוצת ז' בשוהם, הגיע אל הפתרון בדרך אחרת:
"כדי לפתור מתחילים במספר קטן של קופסאות כדי למצוא חוקיות.
בקופסא 1 צריך רק בדיקה 1. בשתיים ובשלוש קופסאות מספיק 2 בדיקות.
אם היו לנו 3, 4 או 5 קופסאות היינו מוצאים בעד 3 בדיקות וכך הלאה (עבור 5,6,7 ו 8 קופסאות נדרשות 4 בדיקות).
בשיטה הזו אפשר לחשב כמה ידרשו ל 120 ומגיעים ל 15.
באופן מעשי היינו מתחילים בקופסא ה 15:
אם היא אדומה היינו חוזרים ל-1 ומטפסים במקרה הגרוע עד ל 14. סה״כ 15.
אם זה ירוק קופצים ב-14 ואז מקסימום עולים ב-13 וחוזר חלילה.
כך שתמיד סכום הבדיקה אינו עולה על 15 קופסאות (15, 29, 42, 54, 65, 75, 84, 92, 99, 105, 110, 114, 117, 119 ו 120)"
__________
אדוה, תלמידת התוכנית בקבוצת ו' בבר אילן, מציגה פתרון באמצעות השיטה היעילה לפתיחת הקופסאות:
"כיוון שיש רק 2 ניסיונות להוציא אדום, הרעיון שלי הוא לחלק את המספרים מ1 עד 120 למקטעים.
מתחילים לפתוח את הקופסא האחרונה במקטע הראשון.
אם הקלף ירוק עוברים למקטע הבא ופותחים את הקופסה האחרונה וכך הלאה.
אם הקלף אדום עוצרים ומתחילים לפתוח קופסא אחר קופסא מתחילת המקטע שאליו הגענו.
כך מגלים מתי הקלפים מתחלפים מירוק לאדום וכמה ירוקים יש.
עכשיו צריך לדעת איך לחלק את המקטעים.
מכיוון שכל פעם שעוברים למקטע הבא מבזבזים צעד אחד, עדיף שכל פעם המקטע יקטן ב-1.
ראיתי שסכום המספרים מ-1 עד 15 שווה 120.
לכן נחלק את המקטעים שהמקטע הראשון הוא 15, השני 14 וכך הלאה עד 1.
לכן המקסימום של הקופסאות שנפתח הוא 15."
__________
יונתן, תלמיד התוכנית בקבוצת ו' בפתח תקוה, מציג חישוב דומה אך מהכיוון ההפוך:
""למעשה אפשר לטעות רק פעם אחת, ברגע שמקבלים אדום חייבים ללכת לנק' האחרונה שבטוח בה היה ירוק (או לקופסא הראשונה אם לא ראיתי ירוק לפני כן) ולהתקדם קופסא קופסא כדי שבטוח אפשר יהיה לדעת מהו מספר הפתקים הירוקים.
חיפשתי מספר יחסית קבוע והבנתי שיש פה סדרה חשבונית על ההפרש.
כלומר בכל פעם שאני רואה ירוק, אני אתקדם מקום אחד פחות בהפרש הבא, כדי שאם אקבל אדום, אז באמצע במקס' אצטרך להתקדם אותו מספר צעדים.
אז קופסא 120 ולפניה בהפרש 1 תהיה קופסא 119, ולפניה בהפרש 2 תהיה קופסא 117 וכן הלאה.
הקופסא הראשונה שאפתח תהיה קופסא מספר 15, אם אדום - אז אפתח ממספר 1 ועד 14 (המקרה הגרוע) סה"כ 15.
אם תהיה ירוק, אז אתקדם לקופסא 29, אם תהיה אדומה, אז אחזור לקופסא 16 ומשם אתקדם אחד אחד, כעת יש לי עוד 13 כלומר שוב בסה"כ אפתח 15 קופסאות."
כל הכבוד לכל מי ששלחו תשובה לחידה זו!