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[KPP의 퍼즐라이프] 불가능에 도전하는 15 퍼즐의 변형
수학동아 2020.03.23

 

KPP와 함께하는

퍼즐라이프

 퍼즐러가 사는 법 

 

 

 

퍼즐을 좋아하는 사람들이 모인 단체

KPP_Korean Puzzle Party 멤버들이 

매달 재밌고 유익한 퍼즐 이야기를 들려드립니다. 

KPP와 함께 신기한 퍼즐을 살펴보고

그 속에 숨은 수학도 즐겨보세요!

 

 

 

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안녕하세요, KPP의 ‘한동규’입니다.

오늘은 퍼즐 조각을 이동해 모든 조각을 순서대로 배치하는

‘15 퍼즐’을 소개하려고 해요.

15 퍼즐은 세계적으로 큰 인기를 누렸던 만큼 다양한 변형 퍼즐이 있고,

수학적으로도 흥미롭습니다. 지금부터 재밌는 15 퍼즐 이야기를 들려드리죠!

 

 

 

 

 

 

1

SNS에 올라온 의문의 퍼즐

#육각형퍼즐 #15퍼즐 #순열의홀짝성

 

 

어느 날 제가 운영하는 페이스북 퍼즐 페이지에 익명의 회원이 흥미로운 퍼즐 사진과 글을 올렸습니다.

사진에는 육각형 모양의 틀 안에 1부터 17까지의 수가 숫자가 적힌 원들이 1번과 2번 원의 위치만 뒤바뀐 채 순서대로 배열돼 있었죠.

 

본인을 '육각형 애호가'라고 소개한 이 회원은 “100원짜리 동전을 가지고 놀다 만든 퍼즐”이라며,

원들을 움직여 1번과 2번 원을 원래 위치로 옮기는 게 이 퍼즐의 목표

라고 설명했습니다.

 

모양은 다르지만, 오늘의 주인공인 15 퍼즐 역시 사각형 틀 안에 있는 1부터 15까지 수가 적힌 조각을

수들이 크기 순서대로 배열되도록 맞추는 퍼즐입니다. 따라서 육각형 퍼즐은 15 퍼즐의 변형인 셈이죠!

 

 

 

 

익명의 회원이 올린 육각형 퍼즐. 얼핏보면 14번, 16번, 17번 조각을 움직일 수 있는 것처럼 보이지만, 양 옆의 원이나 벽이 막아 움직이지 못한다.

 

 

 

15 퍼즐과 육각형 퍼즐의 눈에 띄는 차이점은

조각을 움직일 수 있는 빈 공간의 수가 15 퍼즐은 1개,

육각형 퍼즐은 2개라는 겁니다.

만약 육각형 퍼즐에도 빈 공간이 1개면 양 옆의 원이나 벽이 가로막아 원을 움직일 수 없거든요.

 

이런 차이 때문에 저는 15 퍼즐과 달리 육각형 퍼즐은

‘풀 수 있는 퍼즐’이면 좋겠다고 기대했습니다.

특정한 두 조각의 자리만 바뀐 15 퍼즐을 맞출 수 없다는 건 익히 알려져 있었거든요.

하지만 회원들과 논의해본 결과,

육각형 퍼즐도 순열의 홀짝성 때문에 맞 추는 게 불가능한 퍼즐이라는 사실을 알아냈습니다.

 

 

 

 

 

2

순열의 홀짝성

#순열 #짝수 #홀수

 

 

순열의 홀짝성은 뭐고, 15 퍼즐과 어떤 관련이 있냐고요?

순열의 홀짝성이란,

두 조각을 바꾸는 시행을 반복해 어떤 배열을 순서대로 나열할 때

두 조각을 바꾸는 횟수입니다.

주의할 점은 이때 횟수는 조각을 실제로 움직이는 횟수가 아니라

단순히 조각에 적힌 숫자의 위치를 서로 바꾸는 횟수라는 겁니다. 

 

15 퍼즐에서 순열의 홀짝성이 중요한 이유는

어떤 배열의 홀짝성이 짝수일 때만 실제로 조각을 움직여

퍼즐을 순서대로 맞출 수 있기 때문입니다.

 

특정 두 조각의 위치만 바뀐 15 퍼즐은

두 조각의 위치를 1번(홀수)만 바꾸면 되니까 맞출 수 없는 거지요. 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

퍼즐러에게 불가능은 없다

#카드슈트스위트 #잃어버린모퉁이 #신작퍼즐대공개

 

 

퍼즐러들은 조각 2개의 위치만 바꾼 15 퍼즐처럼 종종 ‘불가능한 것’

에 관심을 보입니다.

맞추는 게 불가능해 보여도 실제로 가능하 다는 점이 퍼즐의 재미 요소 중 하나거든요.

 

퍼즐러들이 두 조각만 바꾼 15 퍼즐에도 흥미를 느꼈는지

15 퍼즐을 살짝 변형해 조각 2개의 위치만 바꿔도 풀 수 있는

변형 퍼즐이 등장하기 시작합니다.

 

우크라이나의 퍼즐 디자이너 세르히 그라바추크_Serhiy Grabarchuk

15 퍼즐의 매력에 빠져 다양한 변형 퍼즐을 만든 대표적인 인물입니다.

 

그라바추크가 만든 대표적인 변형 퍼즐은

‘카드 슈트 스위트’와 ‘잃어버린 모퉁이’입니다.

 

먼저 카드 슈트 스위트는 8개의 조각에 각각 , , ♣, ♠ 무늬가 반씩 그려져 있습니다.

15 퍼즐처럼 '숫자 순서대로' 같이 목표로 하는 배열이 정해져있지 않고

게임을 시작할 때 주어진다는 점이 특징이죠.

 

 

 

그라바추크가 만든 카드 슈트 스위트_The Card Suits Suite. 그가 운영하는 홈페이지 Age of Puzzles에서 직접 플레이할 수 있다.

 

 

또 다른 변형 퍼즐인 잃어버린 모퉁이는

사각형 틀 안에 두 종류의 조각이 각각 4개씩 있는데,

7번과 8번 조각의 위치를 원래 위치로 돌리는 퍼즐이죠.

 

 

 

그라바추크가 만든 잃어버린 모퉁이.

 

 

 

이번 기사를 위해 15 퍼즐에 관한 글을 작성하던 중 우연히 KPP의 ‘이충명’ 님이

15 퍼즐의 새로운 변형 퍼즐 ‘잎사귀 15’를 만들었다는 걸 알게 됐습니다.

 

이 퍼즐은 이름에 걸맞게 조각들이 나뭇잎을 닮았는데요,

앞서 소개한 변형 퍼즐과는 또다른 재미가 있어 추천하는 작품입니다.

 

과연 어떤 비밀이 숨어 있을까요?

아직 판매하진 않지만, 언젠가 실제 퍼즐로 만들어지면 꼭 한번 도전해보세요!

 

 

KPP 이충명 님이 만든 잎사귀 15.

 

 

 

 

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함 께 풀 어 보 세 요

 

15 퍼즐에 숨어있는 순열의 홀짝성과

 다양한 변형 퍼즐. 재미있었나요?

내용을 모두 이해했다면 아래 문제에 도전해보세요.

 

문제를 풀 아이디어 및 정답을 댓글로 달면

KPP 멤버가 직접 답변해 줍니다!

 

 

 

 

1.

15 퍼즐에서 조각을 바꿔야 하는 횟수가 짝수일 때만

풀 수 있는 이유가 무엇일까요?

 

2.

카드 슈트 스위트의 목표 배열을 만들기 위해 다이아몬드 그림 하나를 중앙에 넣고 나머지를 시계 방향으로 움직이면 다이아몬드 조각이 서로 뒤바끼게(▶◀) 됩니다.

순열의 홀짝성을 유지하려면 어떤 두 조각을 함께 바꿔야 할까요?

 

3.

잃어버린 모퉁이에서 조각의 모양이 달라도

15 퍼즐을 풀듯이 조각을 움직이면 순열의 홀짝성에 의해 특정 두 조각의 위치만 바꿀 수 없습니다.

어떻게 풀어야 할까요?

조각의 생김새를 이용해 홀짝성을 뒤바꾸는 움직임을 찾아보세요.

 

 

 

 

-끝-

 

 

  •  
    code Lv.4 2020.03.23

    문제가 지난달거에요! 들어간 사진도요

    댓글 작성하기 좋아요0 댓글수2
    •  
      code Lv.4 2020.03.24

      버그였는지 지금은 정상이네요

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    •  
      수학동아 2020.03.25

      아직 작성이 완료되지 않았는데, 업로드가 돼있었네요.

      완성한 뒤 재업로드하겠습니다. 미안해요!ㅜㅜ

       

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  •  
    code Lv.4 2020.03.27 비밀댓글
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  •  
    이유진 Lv.2 2020.04.12 비밀댓글
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    •  
      code Lv.4 2020.04.14

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  •  
    이유진 Lv.2 2020.05.05 비밀댓글
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      이유진 Lv.2 2020.05.05 비밀댓글
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