La lista de diez afirmaciones que se muestra abajo, están numeradas del 1 al 10, para que usted pueda determinar el número n. Desafortunadamente, sucede que algunas de estas afirmaciones son falsas.
El problema de abril:
Solución de MP32 Recibimos soluciones correctas de Martín Argerami (Regina), Pierre Bornsztein (Francia), Normand Laliberté (Ontario), Patrick J. LoPresti (Massachusetts), Juan Mir Pieras (España), and Alexander Potapenko (Rusia). Nuestra solución combina las ideas de todos estos corresponsales; ésta se desarrolla en cinco pasos. Antes de empezar tenemos que acordar que cualquier afirmación debe de ser verdadera o falsa; mas precisamente, si una afirmación no es verdadera, entonces es necesariamente falsa y, contrariamente, si una afirmación no es falsa, entonces es necesariamente verdadera. Regresaremos a este asunto mas adelante. Notación: Sn se refiere a la afirmación n-ésima de la lista. Paso 1. La afirmación 1 es falsa.
Paso 2. La afirmación 6 es verdadera.
Paso 3. S7 es verdadera y S8 es falsa.
Caso B. S7 es verdadera y S8 es falsa. Primero suponga el caso A; rápidamente vemos que esta situación no es compatible con S3. Si fuera S3 verdadera (mientras que S8 es verdadera y S7 es falsa) tendríamos
Con este arreglo no habría lugar
para tres afirmaciones consecutivas falsas, lo cual contradice S3
(que hay por lo menos tres
afirmaciones consecutivas falsas.)
Con S3 falsa no podría haber mas que dos afirmaciones consecutivas falsas, así que S2 sería necesariamente verdadera, y (de la falsedad de S10 en el paso 1) S4 y S5 serían verdaderas así que podrían haber tres afirmaciones consecutivas verdaderas. En esta situación hipotética la suma de las afirmaciones verdadera serían 2+4+5+6+8 = 25, contradiciendo S8 (la cual dice que n = 50% de las afirmaciones que son verdaderas). Conclusión: No podemos tener el Caso A. Por lo tanto, S7 es verdadera y S8 es falsa. Con S8 falsa, S3 se vuelve verdadera (la lista en efecto contiene tres afirmaciones consecutivas verdaderas.) Nuestro conocimiento actual es por lo tanto,
Paso 4. S5 es falsa.
Paso 5. Calcular n.
Para termina, usaremos ahora la negación de S9. 420 tiene 24 divisores, así que tiene 22 divisores no triviales. Esto es, n = 420k tiene por lo menos 22 divisores no triviales. La suma de los números de afirmaciones verdaderas es 2+3+4+6+7 = 22 la cual (por S9 que es falsa) no puede ser más pequeña que el número de divisores no triviales de n. Entonces, 420 logra ya el número máximo de 22 divisores. Concluimos que k = 1 y por lo tanto, n = 420. Algunos comentarios mas. LoPresti señaló dos asuntos. Primero él indicó que cero es también una solución –cero es ciertamente un número, y satisface todas las condiciones e implicaciones de las diez afirmaciones. (La afirmación de nuestro problema en la página en francés establece explícitamente que n debe de ser positiva, lo cual inmediatamente elimina a cero.) A pesar de que uno generalmente asume que la palabra número se refiere a un número entero positivo en cualquier contexto que involucra contar y divisibilidad, esto es matemáticas y debemos evitar ambigüedades tanto como sea práctico. Debimos haber establecido que n es un entero positivo (como era la intención.) El otro punto señalado es mas profundo y más serio. El se pregunta si se puede asumir que las afirmaciones auto-referidas tienen un valor de verdad bien definido. Seguramente que una oración como,
no se le pude permitir –si la oración fuera verdadera entonces, por lo que dice, debe de ser falsa, mientras que si la oración fuera falsa entonces, por lo que dice, debe de ser verdadera. En contraste, una cualidad deliciosa de nuestro sistema de diez afirmaciones entrelazadas es que existe una forma de asignarles un valor de verdad a cada una de las afirmaciones. Aún más, como nuestra solución lo demuestra, esta forma de asignar un valor de verdad es la única que es consistente. Los problemas causados por las afirmaciones auto-referidas ayudaron, a comienzos del siglo, a motivar una re-reexaminación de las fundaciones de las matemáticas; hoy, un siglo después aún no hay una solución satisfactoria a estos problemas difíciles. Lo bueno es que la mayoría de las matemáticas están muy lejos de estas dificultades, y podemos felizmente hacer matemáticas, dejando a los logístas que se preocupen por las fundaciones.
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