Trafik Işıkları

İki kişilik bir oyun olan trafik ışıklarına aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz:

https://www.geogebra.org/m/fwfdhejc

İyi eğlenceler!

Matematik Atölyesi – Oyun #12

Üçgen İstilası

İki kişilik bir oyun olan üçgen istilasını oynamak için öncelikle bir üçgen çizin ve bu üçgenin köşelerine farklı isimler verin (1-2-3 gibi):

20190530_145646.jpg

Daha sonra büyük üçgenin içine aşağıdaki gibi küçük üçgenler çizin:

20190531_125538.jpg

(Küçük üçgen sayısı istenildiği kadar artırılabilir.)

Üçgende köşeleri aşağıdaki kurallara uyarak adlandırın:

a. 1-2 kenarında bulunan köşeler 1 veya 2 olabilir.

b. 1-3 kenarında bulunan köşeler 1 veya 3 olabilir.

c. 2-3 kenarında bulunan köşeler 2 veya 3 olabilir.

d. Büyük üçgenin içerisinde kalan köşeler 1, 2 veya 3’ten herhangi biri olabilir.

Oyunun İşleyişi

  • Yukarı kuralları izleyerek sırayla köşeler adlandırılır.
  • Oyuncular son köşesini adlandırdıkları üçgenleri istila etmiş sayılır.
  • Amaç 1-2-3 üçgeni yapmamaktır. En az 1-2-3 üçgeni istila etmiş olan kişi oyunu kazanır.

Sperner’in Üçgeni

Üçgen istilası oyunu aslen Sperner üçgeninden gelir. Emanuel Sperner’in bulduğu Sperner üçgeni, çok basit kuralları olmasına rağmen şaşırtıcı bir sonucu içerisinde barındırır. Sperner üçgeni aynı üçgen istilasında olduğu gibi büyük bir üçgenin içine küçüklerinin çizilmesi ve bunların köşelerinin adlandırılmasıyla elde edilir.

Kurallara göre köşeler etiketlendiğinde muhakkak köşeleri 1-2-3 olan bir üçgen bulunur:

20190531_125917.jpg
Örnekte üç tane 1-2-3 üçgeni vardır.

Hatta Sperner bu kurallar çerçevesinde her zaman tek sayıda 1-2-3 üçgenleri olacağını söyler.

Bu yüzden de üçgen istilası hiçbir zaman beraber bitmez.

Çıkmaz Sokak

Sperner üçgeninde 1 ve 2 arasında kalan kenarlar kapı, kalan tüm kenarlar ise duvar olsun. Bir 1-2 kapısından başlanan yürüyüşte karşılaşılan tüm kapılar kullanılmak zorundadır:

Bu durumda üçgenin dışından başlayan bir yürüyüş iki şekilde bitebilir:

  1. Büyük üçgenin içinde bulunan bir 1-2-3 üçgeninde:

    Sol kenarda üç tane 1-2 kapısından başlanan yürüyüşlerin hepsi 1-2-3 üçgenlerinde bitmiştir.

  2. Büyük üçgenin dışında:

    Sol üstteki kapıdan başlayan yürüyüş üçgenin dışında bitmiştir.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Oyun #11

Lahana

1967’de M. S. Paterson ile J. H. Conway’ın yarattığı iki kişilik bir oyun olan lahanayı oynamak için kağıt ve kalemden başka bir şeye ihtiyacınız yoktur.

  • Oyuna başlarken kağıt üzerine rastgele üç adet nokta koyulur:20190429_140440.jpg
  • Oyuncular sırayla bir noktadan diğerine (veya bir noktadan yine kendisine) giden bir eğri çizer. Çizilen eğrinin üzerine bir de nokta konur:
  • Çizilen eğriler birbirini kesemez.

    20190429_140912.jpg
    Çizgilerin kesişmesi yasaktır.
  • Bir noktaya bağlı üç tane eğri varsa, o nokta artık ölüdür: Yani o noktaya başka bir eğri bağlanamaz:
    Soldaki resim ihlal içerirken sağdaki resimde A, B ve E noktaları “ölü”dür. Çünkü bu noktaların her biri üç çizgiye sahiptir.
  • Son eğriyi çizen oyunu kazanır.

Brüksel Lahanası

Lahananın bir başka versiyonu olan Brüksel Lahanası’nda başlangıçta konulan noktaların ufak çizgileri vardır. Bu noktalar ve üzerinde bulunan çizgiler istenilen sayıda seçilebilir. Örneğin birinde 3, diğerinde 4 çizgi olan iki noktayla oyuna başlayalım:

20190429_141609.jpg

Brüksel Lahanası’nda da oyuncular sırayla birer eğri çizer (her çizilen eğrinin üzerine yeni bir nokta ve iki küçük çizgi konur). Bu sefer eğriler noktalarda bulunan ufak çizgiler arasındadır:

20190429_141659.jpg

Yine bir önceki oyunda olduğu gibi çizilen eğriler birbirini kesemez ve yine en son eğriyi çizen oyunu kazanır:

En sağdakinde çizgiler kesiştiği için ihlal vardır.

Euler ve Lahana

Euler ile bu basit görünümlü oyunların ne alakası var diyebilirsiniz. Euler karakteristiğinden daha önceki yazılarımda bahsetmiştim.

Euler der ki:

Bir düzlemde (kağıt üzerinde) V tane nokta ve bu noktalar arasında birbirini kesmeyen E tane çizgi olsun. Bu nokta ve çizgilerin çerçevelediği yüzlerin sayısı da F olsun (tüm kağıdın da bir yüz olduğunu unutmayın). O halde:

V – E + F = 2 olur.

Yani nokta sayısıyla yüz sayısını toplayıp bundan çizgi sayısını çıkarırsan cevap her zaman 2 olur.

Bitmiş bir Brüksel Lahanası oyununu ele alın. Nokta, çizgi ve yüz sayılarını belirleyin:

Euler’in formülüne sayıları yerleştirin:

Euler her defasında haklı çıkacak!

Dört Renk

Yine bitmiş bir Brüksel Lahanası’nı ele alın. Bu sefer dört farklı renkte kaleme ihtiyacınız olacak:

Bitmiş oyun üzerindeki alanları komşu olanlar farklı renkte olacak şekilde boyarsanız dört rengin yeterli olacağını göreceksiniz.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

  1. Lahana oyununu 3 nokta ile en fazla kaç el oynayabilirsiniz?
  2. Lahanayı kazanmak için bir strateji bulabilir misiniz?
  3. Brüksel lahanasında üçer dikeni olan iki nokta ile en fazla kaç el oyun sürdürülebilir?

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Şans #6

Ne kadar şans?

Matematiğin işe yaramazlığından bahseden insanların (tamamı olmasa da) önemli bir kısmı olasılık konusunda kötü oldukları için sürekli zarara uğradıklarından bihaberdir. Halbuki hangi insana sorsanız olasılık konusunda kendinden emin konuşur.

Buna en güzel örneklerden biri kumarhane tecrübesi olanların hemen anlayacağı rulet oyunudur. 0’dan 36’ya kadar sayıların bulunduğu rulet masasında her turda top rulet çarkına bırakılır. Rulet oyununda topun çarkın üzerinde hangi sayıda duracağını tahmin etmek dışında da seçenekleriniz var. Mesela sayının renginin kırmızı ya da siyahtan hangisi olacağını veya hangi satır/sütundaki sayının gelebileceğini de tahmin etmeye çalışabilirsiniz.

Burada ben kırmızı-siyah olasılığı üzerinde duracağım. Toplam 37 sayının 18’i kırmızı, 18’i siyahtır. (Tek eksik olan sıfırın rengi bunların ikisi de değildir.) O halde ruletin bir turunda kırmızı veya siyah renkli bir sayının gelme olasılığı eşit ve 18/37’dir.

images55

Soru: Diyelim ki bir rulet masasında oturuyorsunuz ve art arda sekiz tane kırmızı renkli sayı geldi. Bir sonraki turda hangi renge oynardınız: Kırmızı mı? Siyah mı?

Bunun için ufak bir anket düzenledim. Sorduğum on arkadaşımın içinden sadece ikisi kırmızıyı seçeceğini söylerken altısı siyahı, kalan ikisiyse herhangi biri cevabını verdi. İşin garibi hemen herkesin daha ben sormadan şansların eşit olduğunu belirtmesiydi. Yani burada seçim yaparken matematik değil duygular ön plana çıkıyor.

Doğru cevapsa “fark etmez” olmalıdır. Her turda siyah ve kırmızının 18/37’şer, sıfırın ise 1/37 ihtimali vardır. Önceki turlarda ne geldiği hiçbir şeyi değiştirmez. Psikolojiniz hariç…

Uyarı: Kumar tüm kötülüklerin anasıdır. Uzak durun.

“Kumarbaz mısın?”

İki ve daha fazla kişinin oynayabileceği bir oyun olan “Kumarbaz mısın?” için gereken tek şey standart bir zardır.

indir (12)

Kurallar:

  • Oyuncular sırayla zar atar.
  • Gelen sayıları toplar. Amaç 50’yi ilk geçen olmaktır.
  • Eğer oyunculardan biri kendi turunda 6 atarsa, o turda kazandığı puanları kaybeder ve sıra diğer oyuncuya geçer.
  • Oyuncular kendi turlarında 6 gelmediği sürece zar atmaya devam edebilir ve istedikleri yerde turu bitirebilir.

Örneğin bir oyuncunun ilk zarı 4 gelsin. Zar 6 gelmediği için oyuncunun iki şansı vardır: Zarı ikinci defa at veya turu bitir ve 4 puanı toplam puanına ekle. Diyelim ki oyuncu devam etmeye karar verdi ve zar bu sefer 5 geldi. Oyuncu için yine aynı iki şans vardır: Ya puanlarını al (4+5=9 puan) ve turu bitir veya üçüncü defa zar at.

Ne öğrenilir?

Oyunda kaçınılması gereken tek zar 6’dır. Bu da toplam altı sayıdan sadece biridir. Yani ilk zar atıldığında 5/6 = 0,833… (diğer bir deyişle %83)  ihtimalle istediğiniz zarı elde edersiniz. Bunu iki defa üst üst yapma ihtimaliniz ise (5/6)*(5/6) = 0,694… olur. İkinci denemenizde %70’in altına düşülür.

O halde 10 defa üst üste zar attığınızda 6 gelme ihtimalini artırmış olursunuz. (%60 ihtimalle 6 gelir.)

Fakat her zar atılışına tek tek baktığımızda her zaman 5/6 ihtimali olduğunu görürüz. Bunu düşününce 6 gelme olasılığının zamanla daha yüksek olması gözden kaçmış olur.

Başta düşük olan ihtimal zamanla yüksek ihtimale dönüşür. Örneğin 100 defa zar attığınızda 6 gelmesi neredeyse kesindir:

screenshot_20190326-155011_calculator.jpg
%99,99999879 ihtimalle 6 gelir.

Sonuç: Bir zar 100 defa atıldığında 6 gelmesi neredeyse kesinken, her atış tek tek incelendiğinde bu ihtimal hep 1/6’dır. İşte düşük ihtimalin zamanla yüksek ihtimale dönüşmesi buradan kaynaklanır.

O halde kendinize şu soruyu sormanız gerekir: “Kumarbaz mısın?” oynarken ne zaman durmanız gerekir?

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

“Kumarbaz mısın?” oyununu biraz değiştirelim. Diyelim ki turun bitmesini gelen zar etkilemesin. İlk oyundan en büyük farklar şunlardır:

  • Atılan tüm zarlar geçerli olsun.
  • Bir oyuncunun toplam sayısı 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 veya 45’ten biri olduğunda oyuncu topladığı tüm puanları kaybetsin ve zar atma sırası diğer oyuncuya geçsin.

Bu oyunda nasıl bir strateji izlerdiniz? Bir önceki oyuna göre ne gibi farklılıklar görüyorsunuz?

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Oyun #10

Oreo’yu Kurtarmak

6 yaş ve üzeri herkesin oynayabileceği iki kişilik bir oyun olan Oreo’yu Kurtarmak için gerekenler:

  • Bir karenin içine çizilmiş 9 küçük kare:
    20190317_200302
  • Küçük karelerin bir aygıtı uzunluğunda 24 adet kibrit.
  • Kibritlerle oluşturulmuş 9 tane kare:
    20190317_200651
  • Her karede bir Oreo:
    20190317_200631

Kurallar:

  1. Her oyuncu sıra kendisine geldiğinde bir tane kibrit kaldırabilir.
  2. Bir Oreo’nun kurtulması için dört bir yanındaki kibritlerin kaldırılması gerekir:

    Sol üstteki Oreo’nun alınması için etrafındaki dört kibritin de kaldırılması gerekir.

  3. Oreo’nun etrafındaki son kibriti alan oyuncu Oreo’yu kurtarmış sayılır.

Amaç: En çok Oreo’yu kurtarmak.

Hücum-Savunma

Hücum Stratejisi: Bir Oreo’yu kurtarabilmek için etrafındaki son kibriti almanız gerekir.

Savunma Stratejisi: Bir Oreo’nun etrafında iki tane kibrit varsa, hamlenizi başka bir Oreo’nun etrafında yapmanız gerekir. Aksi takdirde Oreo’nun etrafında tek bir kibrit kalır ve rakibiniz o kibriti kaldırarak Oreo’yu kurtarmış olur.

Başlangıçta her iki oyuncunun da savunma stratejisini benimsemesi en mantıklısıdır. Fakat bir noktada oyunculardan biri savunma yapamayacak duruma gelir:

20190317_200536

Buradan sonra oyun aşağıdaki gibi devam edebilir:

Bu örnek oyunun sonunda ilk oyuncu Oreo’ların 6’sını, ikinci oyuncuysa sadece 3’ünü kurtarmış olur.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

  1. Oyunu her seferinde kazandıracak bir yöntem bulabilir misiniz?
  2. Bir oyuncu tek hamlede en fazla kaç Oreo kurtarabilir? Cevabınızı bir oyun örneğinde gösterin.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Oyun #9

Ne demek “beraber bitti”?!

Tarihin gelmiş geçmiş en basit ve güzel oyunu olarak gördüğüm futbolda sevmediğim tek şey bir maçın berabere bitmesidir. Her ne kadar kazanan olmayan durumlar yaşansa da sezon sonunda şampiyonluğu sadece bir takım alır. Yani nihai sonuçta beraberlik yoktur ki böyle olması çok doğal. Zaten beraberlik kavramı oyun oynamanın amacına ters değil mi? Yoksa bunu bir tek ben mi düşünüyorum?!

zidane-juve
Pek berabere kalmak istiyorlarmış gibi bir görüntü yok sanki.

Daha önce de bahsetmiştim: Ben bir oyun-severim. Fakat bir oyunun berabere bitmesini hiçbir zaman kabul edemedim. Bu yüzden örneğin küçükken x-o-x oyununu sonucunda beraberlik mümkün olduğu için hiç severek oynamazdım. Hatta öyle ki oyun berabere bitmesin diye bilerek yanlış hamleler yapardım.

Çözüm Hex

  • Dokuz tane düzgün altıgeni aşağıdaki gibi dizin:
    20190308_152834
  • Karşılıklı kenarlar aşağıdaki gibi kırmızı ve mavi olarak ayrılsın:
    rm
  • Oyunculardan biri kırmızı, diğeri mavi rengi seçsin.
  • Oyuna ilk başlayan yazı-tura ile belirlensin.
  • Oyuncular sırayla istediği boş kutuyu seçsin.

Amaç: Kırmızı kalemli oyuncu kırmızı, mavi kalemli oyuncu ise mavi kenarlar arasında bağlantı kurmaya çalışır. Bağlantıyı kuran oyunu kazanmış olur.

Hex’in x-o-x’den en önemli farkı şudur: Hex hiçbir zaman berabere bitmez.

Hex’de oyunculardan biri muhakkak oyunu kazanır.

Örnek: Kırmızı başlarken.

Hex’de beraberlik olması için çabalayalım. Bu; ne kırmızı ne de mavi kenarlar arasında bağlantı kurulmaması anlamına gelir.

Diyelim ki kırmızı ilk iki hamlesini aşağıdaki gibi yaptı:

20190308_152908.jpg

Mavi oyuncu bu durumda kırmızının bağlantıyı kurmaması için aşağıdaki tercihi yapmış olması gerekir:

20190308_152935.jpg

Kırmızı üçüncü tercihinde mavinin en altta kendine yol yapmasını engellemesi lazım. Fakat mavinin yolunu tamamlaması için iki tercihi vardır:

xx

Bu yüzden kırmızı hangi kutuyu seçerse seçsin mavinin diğer kutuyu seçmesiyle oyunu mavi kazanır:

İşin fenası kırmızı maviyi engellerse bu sefer kendi kırmızıdan kırmızıya bağlantı kurmuş oluyor. Bu da her ihtimalde oyunun berabere bitemeyeceğini gösteriyor.

20190308_153134

Rastgelelik

Hex oyunu kağıdımız aşağıdaki gibi numaralandırılmış olsun:

20190308_153150

5’er tane kırmızı ve mavi kağıdı karıştırıp sırayla çekelim. Denemem aşağıdaki gibi sonuçlandı:

20190308_153218

Bu rastgele Hex’de maviler kazanmıştır.

Oyundaki rastgelelik için numaraların farklı dizildiği bir oyun kağıdını kullanalım:

20190308_153240

Bu sefer sırayla çekilen kırmızı ve mavi kağıtlar aşağıdaki gibi dizilir:

20190308_153259

Bu rastgele Hex’i de kırmızılar kazanmıştır. Her halükarda oyunda bir kazanan vardır.

Biraz Tarih
Hex ilk olarak 1942’de Danimarkalı mimar Piet Hein tarafında bulunmuştu. 1948 civarında ünlü matematikçi John Nash’in de Hein’dan bağımsız olarak Hex’i bulduğu bilinir. Hex ismini ise oyunu piyasaya süren Parker Brothers vermişti.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

Orijinal hex kağıdı 11’e 11 boyutlarındadır. Linkte bulunan kağıdın çıktısı üzerinde oyunu oynayabilirsiniz. Bunu yaparken kazanma stratejileri üzerine düşünmeye çalışın.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Oyun #6

Oreo Yerleştirme Oyunu – OYO

Ali ile Ayşe (evet, daha klişe isimler bulamadım) ne zaman kahve içmek için buluşsa yanlarında getirdikleri oreolarla bir oyun oynuyor. Oyunun amacı önlerindeki masanın üzerinde serdikleri peçeteye oreoları dizmektir. Bunu yaparken oreolar üst üste gelmemeli ve peçeteden taşmamalıdır. Peçeteye son oreoyu koyan oyunu kazanır.

Kurallar:

  • İki kişi sırayla ve her seferinde sadece bir tane oreoyu peçete üzerinde istediği yere koyar.
  • Peçete çember şeklindedir.
  • Oreolar üst üste binemez.
  • Oreolar peçetenin sınırının ötesine geçemez.
  • Peçeteye sığan son oreoyu koyan kişi oyunu kazanır.

Ali veya Ayşe’den biri için her seferinde oyunu kazanmasını sağlayan bir algoritma var mıdır?

Evet, OYO’da her zaman kazanmak için uygulanabilecek bir algoritma vardır. Fakat bu algoritma sadece oyunda ilk hamleyi yapan kişi için geçerlidir.

Kazanan Algoritma:

  • Oyunda ilk hamleyi yapan kişi ol.
  • İlk hamlede oreoyu peçetenin merkezine koy.
  • Sonraki hamlelerinde rakibin oreosunu nereye koyuyorsa o konumun merkezdeki oreoya göre simetrisini seç.
  • Eninde sonunda ikinci oyuncunun oreosunu koyacak yeri kalmayacak.

Oyuna ilk başlayan oreosunu çemberin merkezine koyar.

İkinci oyuncu oreosunu nereye koyduysa bunu merkeze göre 180 derece çevirin ve oreonuzu oraya koyun.

Stratejisine sadık kaldığı takdirde eninde sonunda oyunu ilk oyuncu kazanır.

Düzgün Çokgen Peçeteler

Peçetenin şekli üçgen iken OYO’da aynı algoritma için farklı durumlar ortaya çıkar. Bunlardan biri ilk oreo üçgenin merkezine konulduğu durumdur. Eğer şeklin içine tek sayıda oreo sığıyorsa ilk oyuncu algoritmayı uygulayarak her zaman oyunu kazanır.

Fakat çift sayıda oreo sığarsa:

O halde oyunu ikinci oyuncu kazanır. Bu durumda ilk oyuncunun her oyunu kazanması için algoritmada ufak bir değişiklik yapılabilir. Oyuncu ilk hamlesinde oreoyu tam merkeze değil de herhangi bir köşeye biraz daha yakın koyabilir:

Üçgendeki durum beşgen şeklinde de aynen geçerlidir:

Görüldüğü üzere ilk oreo merkeze konduğunda kaybetme ihtimali var. Fakat merkezin hafif üzerine doğru konulursa oyunu ilk oyuncu kazanır:

Peki oyuna ilk başlayan olmadığınızda kazanmak için bir algoritma var mı?

Bunu peçetenin şeklini değiştirerek başarabilirsiniz. Oyunun peçetesi bir düzgün çokgen değil de aşağıdaki gibi olsun:

nankon1

Bu gibi durumlarda bir oyuncu hamlesini yaptıktan sonra geriye birer oreonun sığabileceği için iki ayrı boş alan bırakıyorsa oyunu kazanır:

Yukarıdaki gibi bir şekilde akıllı oynadığı takdirde ilk oyuncu her zaman kazanır.

Bu yüzden ikinci oyuncunun oyunu kazanması için oreosunu yerleştirdikten sonra peçete üzerinde birer oreonun sığacağı iki ayrık boşluk kalmalıdır. Bunu aşağıdaki gibi bir peçetenin üzerinde başarabilir:

Bu şekilde ilk oyuncu oreosunu nereye koyarsa koysun inisiyatif ikinci oyuncuda olur:

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

Eğer oreo yuvarlak değil de kare şeklinde olsaydı aynı algoritma işe yarar mıydı? Bunu üçgen ve çember peçeteler üzerinde deneyin.

M. Serkan Kalaycıoğlu