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Up Topic Hauptforen / CSS-Forum / Ein Zahlenspiel
- - By Ingo Althöfer Date 2026-04-29 18:51
Hallo,
in einem Mathe-Forum wird folgendes Zahlenspiel diskutiert:
Es gibt zwei Spieler A und B, die abwechselnd Züge machen.
Wer am Zug ist, wählt aus der Basismenge {2, 3, ..., n} eine
bisher noch nicht gewählte Zahl k und streicht sie aus. Dabei
darf nur eine Zahl b ausgestrichen werden, so dass noch kein
Teiler a von b ausgestrichen wurde und auch kein Vielfaches
von b ausgestrichen wurde.

Das Spiel endet, wenn keine Zahl mehr ausgestrichen werden
kann. Es geht nicht darum, wer den letzten Zug macht, sondern,
wie viele Züge insgesamt gemacht wurden. Spieler A möchte diese
Zahl minimieren. Spieler B möchte sie maximieren. Was ergibt sich
als Spiellänge, wenn beide Spieler optimal spielen.

Es sind eigentlich 2 Spiele für jedes feste n. In dem einen beginnt
A, in dem anderen Spieler B.

Beispiel mit A als Anfänger: Sei n={2, 3, ..., 10}
A streicht 2 aus. Damit sind in der Folge die Zahlen 4, 6, 8, 10 verboten.
Wenn B dann 7 (Primzahl!) ausstreicht, ist keine weitere Zahl verboten.
Es verbleiben 3, 5, 9.
Wenn A dann 3 ausstreicht, ist auch 9 als Vielfache von 3 verboten.
Es bleibt nur die 5. Diese 5 muss B ausstreichen - das Spiel hat vier Züge
gedauert.

Für überschaubar große Werte von n sollte man mit Computerprogramm
ermitteln können, was optimale Züge und zugehörigen Partielängen sind.
Bis z.B. n=50 sollte das Spiel vernünftig berechenbar sein.

Wieviel Züge ergeben sich, wenn beide kurze Partie wollen?
Wieviel Züge ergeben sich, wenn beide lange Partie wollen?

Ingo.
Parent - - By Thomas Zipproth Date 2026-04-29 21:07 Upvotes 1
Hallo Ingo,

Ein Versuch:

Spalten:
1:  N
2:  A minimiert, B maximiert, A beginnt
3:  A minimiert, B maximiert, B beginnt
4:  beide wollen eine kurze Partie
5:  beide wollen eine lange Partie

Ab 46 explodiert der Zustandsraum, 47 dauert ca. 10-20 mal so lange wie 46.
Mathematisch hat es wohl mit partially ordered sets und Antiketten zu tun.
Und es ist ein Minimax Spiel bzgl. Spalte 2 und 3.
Vom Rechenaufwand her: 2,3 am höchsten, dann 4, für Spalte 5 sollte es eine direkte Formel geben: ceil(N / 2)

Code:
1   0   0   0   0
2   1   1   1   1
3   2   2   2   2
4   2   2   2   2
5   3   3   3   3
6   3   3   3   3
7   4   4   4   4
8   4   4   4   4
9   4   5   4   5
10   4   5   4   5
11   5   6   5   6
12   5   6   5   6
13   6   7   6   7
14   6   7   6   7
15   6   7   6   8
16   6   7   6   8
17   7   8   7   9
18   7   8   7   9
19   8   9   8  10
20   8   9   8  10
21   8  10   8  11
22   8  10   8  11
23   9  11   9  12
24   9  11   9  12
25  10  11   9  13
26  10  11   9  13
27  10  11   9  14
28  10  12   9  14
29  11  13  10  15
30  11  13  10  15
31  12  14  11  16
32  12  14  11  16
33  12  14  11  17
34  12  14  11  17
35  12  15  11  18
36  12  15  11  18
37  13  16  12  19
38  13  16  12  19
39  13  16  12  20
40  13  16  12  20
41  14  17  13  21
42  14  17  13  21
43  15  18  14  22
44  15  18  14  22
45  15  18  14  23
46  15  18  14  23
47  16  19  15  24


Viele Grüße,
Thomas
Parent - - By Ingo Althöfer Date 2026-04-29 23:07
Hallo Thomas, super.

Deine Ergebnisse stimmen mit einer unabhängig durchgeführten
Rechnung (für Spalte 3) überein.  Was waren die Rechenzeiten?
Wieviel würde es kosten, bis N=100 aufzustocken?

Dank und Gruss, Ingo.
Parent - By Thomas Zipproth Date 2026-04-29 23:30 Upvotes 1
Hallo Ingo,

bis 40 relativ schnell.
bis 46 ca. 10 Minuten.
bis 47 eine halbe Stunde.
48 wurde auch nach einer Stunde nicht erreicht.
Gerechnet wurde mit 10 Threads parallel.

Mit dem jetzigen Algorithmus ist wohl selbst 50 nicht mehr zu schaffen.
Ich kann ja mal überlegen oder überlegen lassen, ob es weitere Optimierungen gibt.

Gruss, Thomas
Parent - By Frank Brenner Date 2026-04-29 23:15 Edited 2026-04-29 23:19 Upvotes 1
Aus deiner Kolonne sieht man auch die Regel für die 4.. Spalte:

7 ist die vierte Primzahl (2,3,5,7)
11 ist die fünfte Primzahl
13 ist die sechste ...

d.h. wenn beide Spieler die kürzeste Partie spielen möchten von 1... n, dann müssen sie abwechselnd die Primzahlen aufzählen in beliebiger Reihenfolge, da braucht nichts gestrichen zu werden, denn es gibt weder teiler und vielfache sind keine Primzahlen.
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