小學(xué)數(shù)學(xué)故事:九連環(huán)與格雷碼(4)
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2017-03-21 18:06:07
這說明,對(duì)于只有5個(gè)環(huán)的五連環(huán),從初始到狀態(tài)11111用的不是并不是最多,到狀態(tài)00001才是最多,用31步。類似,對(duì)于九連環(huán),從初始到狀態(tài)111111111用的不是并不是最多,到狀態(tài)000000001才是最多,用511步。由于格雷碼111111111表示二進(jìn)制數(shù)101010101,表示十進(jìn)制數(shù)341,故從初始狀態(tài)到9個(gè)環(huán)全部上去用341步。這就是九連環(huán)中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)內(nèi)涵。
注由二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼:從右到左檢查,如果某一數(shù)字左邊是0,該數(shù)字不變;如果是1,該數(shù)字改變(0變?yōu)?,1變?yōu)?)。例,二進(jìn)制數(shù)11011的格雷碼是10110.
由格雷碼表示變?yōu)槎M(jìn)制數(shù):從右到左檢查,如果某一數(shù)字的左邊數(shù)字和是偶數(shù),該數(shù)字不變;如果是奇數(shù),該數(shù)字改變。
例格雷碼11011表示為二進(jìn)制數(shù)是10010.
以上可以用口訣幫助記憶:2G一改零不改,G2奇變偶不變。
例設(shè)九連環(huán)的初始狀態(tài)是110100110,要求終止?fàn)顟B(tài)是001001111,簡(jiǎn)單解法與完整解法各需要多少步?過程如何?
解初始狀態(tài)110100110,格雷碼是011001011,轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是010001101,相應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是141.終止?fàn)顟B(tài)是001001111,格雷碼是111100100,轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是101000111,相應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是327.二者差326-141=186,完整解法需要186步。
簡(jiǎn)單解法步數(shù),我們由141,327分別求相應(yīng)的簡(jiǎn)單步數(shù),
對(duì)于N=141,得到N0=103;對(duì)于N=327,N0=242.二者差139,故簡(jiǎn)單步數(shù)139.這個(gè)結(jié)果很容易在下一頁九連環(huán)電腦游戲上驗(yàn)證。
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