Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

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Gianfranco
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Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

Cari amici, forse sto postando troppe cose sul Forum, ma questa notizia merita.
---
Vesa Timonen ha pubblicato su GitHub una dissezione della mitra in 4 pezzi.
Le dissezioni precedenti più note erano quelle di Samuel Loyd e Henry Dudeney.
- La dissezione di Samuel Loyd in 4 pezzi, purtroppo sbagliata perché la seconda figura non è un quadrato (1901).
- La dissezione di Henry Dudeney in 5 pezzi (1911).
- La dissezione di Vesa Timonen in 4 pezzi (2024).
Vedi figura.
mitra_quadrato_1.png
mitra_quadrato_1.png (39.1 KiB) Visto 123436 volte
Domande.
1) La dissezione di Loyd è davvero errata? Dov'é l'errore?
2) La dissezione di Loyd si può modificare leggermente in modo da renderla esatta?
3) Si può migliorare in qualche modo la dissezione di Vesa Timonen?
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

Maurizio59
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Maurizio59 »

Gianfranco ha scritto:
gio mag 30, 2024 4:39 pm
...
Domande.
1) La dissezione di Loyd è davvero errata? Dov'é l'errore?
2) La dissezione di Loyd si può modificare leggermente in modo da renderla esatta?
3) Si può migliorare in qualche modo la dissezione di Vesa Timonen?
Risposta 1.
La dissezione di Loyd è sbagliata in quanto con essa non si ottiene un quadrato ma un rettangolo.
Poniamo per semplicità a = 1.
Dopo il taglio delle due "punte" della mitra si ottiene un rettangolo le cui dimensioni sono 3/4 e 1.
Esso viene diviso in 6x7 = 42 rettangoli uguali divisi in due parti uguali attraverso una linea "a gradini" come in figura.

Immagine

Le dimensioni di ogni rettangolino sono x = 1/7 e y = (3/4)x(1/6) = 1/8.
Le dimensioni del rettangolo ottenuto attraverso la traslazione delle due parti sono: base = 6x = 6/7 e altezza = 7y = 7/8.

Risposta 2. No.
Questo comporta che non tutti i rettangoli si possono trasformare in quadrati con questo metodo.
Quali caratteristiche deve avere un rettangolo in modo che si possa trasformare in un quadrato con il metodo dei "gradini" :?:

Risposta 3. Scommetterei di no.

panurgo
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da panurgo »

Maurizio59 ha scritto:
gio mag 30, 2024 10:50 pm
...
Quali caratteristiche deve avere un rettangolo in modo che si possa trasformare in un quadrato con il metodo dei "gradini" :?:
...
Partiamo dal quadrato.
Nel tagliare i gradini abbiamo sempre un taglio orizzontale in più rispetto ai tagli verticali (o viceversa, vista la simmetria del quadrato): per ogni taglio orizzontale otteniamo una pedata della scala mentre le alzate sono due in più rispetto ai tagli verticali (uno perché il primo taglio comincia dal lato del quadrato e due perché si ottengono due scale)
Mitra.001.png
Mitra.001.png (11.13 KiB) Visto 123335 volte
Come da figura, $1$ taglio orizzontale e $0$ verticali forniscono $1$ pedata e $2$ alzate; $2$ tagli orizzontal1 e $1$ verticale forniscono $2$ pedate e $3$ alzate; $3$ tagli orizzontali e $2$ tagli verticali forniscono $3$ pedate e $4$ alzate. E così via.

Con $n$ pedate: la pedata sarà di $l/n$ e l'alzata sarà di $l/(n+1)$; la base del rettangolo sarà di $n+1$ pedate e la sua altezza sarà di $n$ alzate

$\begin{array}{lC}\displaystyle b=\frac{n+1}{n}l \\ \displaystyle h=\frac{n}{n+1}l\end{array}$

Possono essere trasformati in quadrati con il metodo dei gradini tutti i rettangoli il cui rapporto tra altezza e base è

$\displaystyle \frac{h}{b}=\left(\frac{n}{n+1}\right)^2$

dove $n$ è il numero dei gradini: un'infinità numerabile.

Nel caso della mitra, il rettangolo di Samuel Loyd ha

$\displaystyle \frac{h}{b}=\frac34$

quindi non il quadrato del rapporto di due interi consecutivi.
il panurgo

Principio di Relatività: $\mathbb{m} \not \to \mathbb{M} \, \Longleftrightarrow \, \mathbb{M} \not \to \mathbb{m}$
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Gianfranco
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

panurgo ha scritto:
ven mag 31, 2024 11:00 am
Possono essere trasformati in quadrati con il metodo dei gradini tutti i rettangoli il cui rapporto tra altezza e base è

$\displaystyle \frac{h}{b}=\left(\frac{n}{n+1}\right)^2$

dove $n$ è il numero dei gradini: un'infinità numerabile.
Grazie Maurizio59 e Panurgo, ottime risposte, e velocissime!

Ora mi chiedo: possibile che Samuel Loyd abbia fatto questo errore?
Da indagare...
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

Ho dato un'occhiata alla costruzione di Sam Loyd e mi sembra molto astuta, sia pur sbagliata (ammesso che la sua mitra sia ricavata da un quadrato)
loyd_mitre1.jpg
loyd_mitre1.jpg (19.91 KiB) Visto 123295 volte
La differenza fra i due lati del rettangolo finale è solo 1/56 a, meno del 2% (se non sbaglio)
Forse Sam ne era consapevole ci ha comunque provato?
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da panurgo »

Gianfranco ha scritto:
ven mag 31, 2024 5:03 pm
[...]
Forse Sam ne era consapevole ci ha comunque provato?
Lo ritengo probabile vista la passione di Loyd per per questo tipo di puzzle
il panurgo

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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

Bella la versione interattiva! Grazie per la segnalazione.
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

Maurizio59
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Maurizio59 »

Altra dissezione ingannevole attribuita a Loyd (o a suo figlio?) è quella in figura.

Immagine

Essa trasforma un quadrato 8x8 (area 64) in un rettangolo 13x5 (area 65).

Gianfranco
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

Maurizio59 ha scritto:
lun giu 03, 2024 3:32 pm
Altra dissezione ingannevole attribuita a Loyd (o a suo fratello?) è quella in figura.
Anche questa dissezione è un indizio...
Samuel Loyd aveva 8 fratelli/sorelle ma non sapevo che anche uno di essi inventasse puzzles matematici. Qual è la fonte della tua ipotesi/domanda?
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

Maurizio59
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Maurizio59 »

Una completa e dettagliata descrizione in inglese si trova qui:
https://en.wikipedia.org/wiki/Chessboard_paradox

Gianfranco
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Re: Dissezione della mitra in quadrato di 4 pezzi

Messaggio da Gianfranco »

Grazie Maurizio59, un bell'articolo di Wikipedia.
Pace e bene a tutti.
Gianfranco

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