不完全歸納法來解漢諾塔問題

2021-08-10 17:58:38 字數 1825 閱讀 2680

漢諾塔的問題解決如下:

1)如果有乙個盤子,直接從a移到c即可。

2)如果有n個盤子要從a移到c,b作為輔助。問題可以轉化為,先將上面n-1個從a移動到b,c作為輔助,然後將第n個從a移動到c,最後將剩餘的n-1個從b移動到c,a作為輔助。

假設圓盤的個數為n,圓盤編號從上到下依次為1,2,3,4,……n,證明如下

①當 n = 1 時,從 a 移動到 c 顯然能夠完成,設需要移動的次數是a1,此時顯然a1等於1.

②當 n = 2 時,由①可知從把 1 號盤子從 a 移動到 b能夠完成(b 和 c 是等效的)此時移動次數為a1。

之後把2號盤子移動到c上面此時移動次數為a1 + 1。

這時把1號盤子從b移動到c和①是等價的,

移動後總的移動次數是a2 = a1 + 1 + a1。

③當n = 3時,由②可知移動成下圖的效果是可以實現的,

此時移動的次數是a2,接著把3號盤子移動到c上面

此時移動的次數是a2 + 1,這時把1和2號盤子移動到c上面(移動過程中3號盤子始終不會動)和②等效的,移動完成之後如下

移動的總次數是a3 = a2 + 1 + a2

④當n=4時,由③可知移動成下圖的效果是可以實現的,

此時移動的次數是a3

把4號盤子從a移動到c

此時移動的次數是a3 + 1

接下來把123號盤子從b移動到c的過程又和③等效了移動之後如下

移動的總次數是a4 = a3 + 1 + a3

假設當n= k時,從a移動到c是可以實現的,那麼當n=k+1時,可以移動到a上面只剩k+1號盤子,b上面依次是1,2,3,.....,k號盤字,此時移動次數是ak

把k+1號盤子移動到c上面,這時移動次數是ak + 1

接下來和n=k時移動過程等效,移動完成後移動總次數是ak+1 =  ak + 1+ ak

可以得知移動k+1個盤子需要的次數與移動k個盤子的次數之間的關係是:

ak+1 =  ak + 1+ ak = 2ak + 1

所以ak+1 + 1  = 2*(ak + 1)【這是個等比數列高中學過的】

即ak + 1 =  (a1 +1)* 2n-1 = 2n 因此ak = 2n - 1

至此,證明完畢。

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