这个游戏背后的数学/计算原理是什么?

问题描述

射影(平面)几何公理与欧几里得几何略有不同:

  • 每两个点都有一条穿过它们的线(这是相同的)。
  • 每两条线恰好在一个点相遇(这与欧几里得有点不同)。

现在,将“有限”添加到汤中,您有一个问题:

我们可以有一个只有 2 个点的几何吗?3分?与 4? 与 7?

关于这个问题仍有一些悬而未决的问题,但我们确实知道这一点:

  • 如果存在带点的几何Q,则Q = n^2 + n + 1n称为order几何的 。
  • 每一行都n+1有点。
  • 从每一点,准确地通过n+1线。
  • 总行数也是Q

  • 最后,如果n是素数,则确实存在有序几何n


有人可能会问,这与谜题有什么关系。

card代替pointpicture代替line和公理变成:

  • 每两张卡片都有一张共同的图片
  • 对于每两张图片,只有一张卡片同时包含它们。

现在,让n=7我们来看看order-7有限几何Q = 7^2 + 7 + 1。这使得Q=57线条(图片)和Q=57点(卡片)。我猜拼图制作者认为 55 比 57 更圆,并留下了 2 张牌。

我们也得到n+1 = 8,所以从每一点(卡片),经过 8 条线(出现 8 张图片),每条线(图片)有 8 个点(出现在 8 张卡片中)。


这是最著名的具有 7 个点的有限投影(2 阶)平面(几何)的表示,称为 ,复制自Noelle Evans - Finite Geometry Problem Page

在此处输入图像描述

我正在考虑创建一个图像来解释上述 2 阶平面如何用 7 张卡片和 7 张图片制作一个类似的谜题,但是来自 math.exchange 双胞胎问题的链接正好有这样一个图:

法诺飞机

解决方法

我的孩子们有这个有趣的游戏,叫做Spot It!游戏限制(尽我所能描述)是:

  • 这是一副 55 张牌
  • 每张卡片上有 8 张独特的图片(即一张卡片不能有 2 张相同的图片)
  • 给定从一副牌中选择的任意 2 张牌,有 1 张且只有 1 张匹配的图片
  • 匹配的图片在不同的卡片上可能会有不同的缩放比例,但这只是为了让游戏更难(即一棵小树仍然匹配一棵大树)

游戏的原理是:将两张牌翻过来,谁先挑到匹配的图片就得一分。

这是一张图片以供澄清:

发现它

(例子:你可以从上面的底部2张卡片中看到匹配的图片是绿色恐龙。在右下角和右中图之间,它是一个小丑的头。)

我试图了解以下内容:

  1. 满足这些标准所需的不同图片的最少数量是多少,您将如何确定这一点?

  2. 使用伪代码(或 Ruby),你将如何从 N 个图片的数组中生成 55 张游戏卡(其中 N 是问题 1 中的最小数字)?

更新:

图片确实在每个甲板上出现两次以上(与某些人推测的相反)。请看这张 3
张卡片的图片,每张卡片都有一个闪电:3张牌