Continúa a liña de Sid Sackson

Sabendo que un é de natural calado e aburrido, o normal é que este blogue herde dalgunha maneira estas características. Por dar algunha pista, non son quen de manter a atención máis duns poucos segundos nun videoxogo. Para non resultar absolutamente pesado, por veces considero que debo procurar aquel aire de ludismo que non teño aínda completamente morto. De facto, a etiqueta xogo deste blogue non está completamente baleira. Efectiva e sorprendentemente hai certos aspectos lúdicos aos que aínda non son refractario. Por exemplo, encantábanme as entradas do blogue Xogos de lingua, e supoño que, como todos, sempre gocei das matemáticas recreativas de Martin Gardner. 

No seu libro Circo matemático Gardner presenta un xogo de cartas, Patterns, creado por enxeñeiro de Nova York chamado Sidney Sackson. En Comunicación extraterestre y otros pasatiempos matemáticos recolle outro xogo de Sidney Sackson, nesta ocasión un xogo de taboleiro chamado Focus. Sackson volve aparecer nomeado en Viajes por el tiempo y otras perplejidades matemáticas por ser o autor dun xogo baseado no tangram; en Ruedas, Vida y otras diversiones matemáticas Gardner comenta a suxerencia de Sackson para mellorar o xogo de Halma. 

Resulta que Sid Sackson (1920-2002) foi un afortunado inventor e coleccionista de xogos. Creou máis de 500 xogos e tiña unha colección de máis de 15.000. Moitos deles recolleunos no libro A Gamut of Games , un clásico entre os afeccionados aos xogos.  Unha boa escolla deses xogos encontrámola no artigo do profesor do centro de ensino feminino Smith College,  Jim Henle, que aparece na recompilación anual de artigos sobre matemáticas The Best Writing in Matematics 2020 . De entre todos os xogos dos que se fala nese ensaio o que máis me chamou a atención foi "hold that line". Para practicalo precisamos dunha grella de puntos e dous bolígrafos de distinta cor, un para cada un dos participantes. Consideremos o seguinte taboleiro 4⨯4

Xógase por turnos. Unha xogada consiste en trazar un segmento entre dous puntos calquera. Neste trazo podemos pasar (ou non) por enriba doutros puntos da grella.

O Xogador II debe volver a trazar outro segmento comezando dos dous extremos. O xogo debe continuar así sen cortar a liña e sen volver a pasar por ningún punto usado. O xogador que se ve forzado a trazar a última liña é o perdedor. Velaquí unha partida na que perde o Xogador I (azul):

Quizais o que primeiro nos chama a atención é que se estableza que o perdedor é o que pode debuxar a última liña. Este tipo de regras, de "xogar para perder" dan lugar aos denominados xogos misère. Neste caso a norma está pensada para evitar unha estratexia gañadora moi simple. Efectivamente, se o que trazara o último segmento fose o gañador (non misére) o Xogador I podería gañar comezando cunha diagonal

Despois basta con que trace segmentos simétricos aos do Xogador II respecto desa diagonal.

Está claro que podemos xogar nun taboleiro doutras dimensións, incluso non cadradas. Aquí pode comezar un estudo de posibles estratexias. Non está mal comezar con taboleiros 2⨯2, 2⨯3, 2⨯4,....

Hai outro xogo que se desenvolve no mesmo taboleiro pero que en certos aspectos é dual deste, o Square it!. En cada turno un xogador pinta un dos puntos da grella. Agora o obxectivo é pintar catro puntos formando os vértices dun cadrado. Na seguinte imaxe o Xogador I (azul) é o gañador

Como vemos, o cadrado non ten por que ser horizontal. O xogo pode practicarse nesta aplicación de NRICH. 

O Sqare it! dános pé a distintas análises. Ademais de intentar establecer estratexias gañadoras, a estrutura do taboleiro é especialmente acaída para a práctica do teorema de Pitágoras co cálculo de áreas e perímetros. Tamén se pode intentar o reconto da cantidade de cadrados posibles para un taboleiro determinado. Se os cadrados non horizontais complican demasiado o reconto podemos restrinxir o problema aos horizontais. Outra posibilidade é o reconto de rectángulos. Estas dúas últimas actividades téñoas realizado moitas veces na aula, con resultados moi dispares. 

Seguindo coa mesma forma de base temos outro xogo, o Tac Tix, debido ao dinamarqués Piet Hein (1905-1996), o creador do cubo-soma e do Hex . Por certo, un grupo de profesores da USC crearon unha versión do Hex, o Mathex. Así mesmo o Tac Tix non é outra cousa que unha versión bidimensional dos xogos tipo Nim. A forma máis simple do Nim consiste en ir retirando 1, 2 ou 3 pedras dunha fila na que hai 21. No xogo normal o obxectivo consiste en coller a última pedra, na versión misère hai que forzar ao contrario a que sexa el quen a teña que coller. Establecer unha estratexia gañadora é bastante facil. No Tac Tix, dado un grupo de 4⨯4 obxectos, en cada turno pódense retirar todos os que se queiran dunha fila ou dunha columna.

Na versión normal gaña quen retire a última peza, na misère preténdese que o último obxecto sexa retirado polo contrario. Outra vez non temos por que quedarnos coa versión 4⨯4, de feito o xogo naceu cun taboleiro de fichas de 6⨯6. No caso do xogo non misére, cando o cadrado ten un número par de fichas, xogando simétricamente ao adversario gaña o Xogador II. Se o número de fichas é impar gañará o Xogador I se retira a peza central e despois aplica a estratexia da simetría. De aí que sexa preferible xogar coas regras non misère. En  Hexaflexagons and Other Mathematical Diversions: The First Scientific American Book of Puzzles and Games. Gardner comenta que se conxecturou que o Xogador II tería unha estratexia gañadora no caso par e o Xogador I no caso impar.

Pregúntome polas complicacións que traería un Tac Tix tridimensional, e un n-dimensional?

Post scriptum

Ao darlle algunhas voltas a esta entrada, remexendo nalgo do que xa me esqucín, fun dar con algunhas ideas Ben Orlin, quen tamén tratou o xogo de Sid Sackson no seu blogue Math whit Bad Drawings. El fíxoo cunha pequena diferenza. Segundo a súa versión, ademais dos segmentos verticais e horizontais, só están permitidas as diagonais formando ángulos de 45º. Ben Orlin rebautizou este entretemento co nome de "xogo da serpe"

A cousa non remata aquí pois aínda introduce unha nova variante que donomina "xogo das serpes". Neste caso cada unn dos dous xogadores só pode continuar aumentando a súa propia serpe (ou liña, como queirades chamala). Cando non poida continuar, non hai problema, comeza con outra serpe. O xogo segue  así ata que ningún poida realizar máis trazos. Gañará quen debuxara unha maior cantidade de serpes. No caso de empate decárase gañadar o que utilizara menos puntos. Vexamos un par de exemplos. Nesta primeira partida o Xogador I (azul) gaña porque consegue trazar 3 serpes fronte ás dúas do Xogador II (vermello).

Na segunda partida o vencedor é o Xogador II pois, aínda que empatan no número de serpes, o Xogador I acaba trazando segmentos por 9 puntos mentres que o outro só utiliza 7.

Para comprobalo mellor, velaquí o resultado final destas dúas partidas:

Á esquerda, a primeira partida;
á dereita, en liñas contínuas, a segunda

Ben Orlin aínda nos propón un novo reto, un solitario. Trátase de conseguir o maior número de serpes nun taboleiro de mхn puntos. Por exemplo, nun taboleiro 4x4 non poderemos trazar máis de 4 serpes, tal e como sucede na segunda partida anterior adicionando o segmento descontínuo. A primeira partida non nos serviría como exemplo do solitario porque non poderemos dar comezo a unha nova serpe ata que sexamos incapaces de ampliar a anterior.