Generalización del problema de los cuatro cuatros
El problema de los cuatro cuatros es un muy conocido y antiguo problema el cual consiste, en encontrar la forma matemática para representar cualquier número, usando para ello sólo cuatro cuatros, y a lo sumo, algunos símbolos para las operaciones básicas. Sobre este problema se ha escrito mucho y se han obtenido todos los valores hasta el 40000 (ver The Definitive Four Fours Answer Key )
A partir de este problema se han generado muchas variantes en los cuales en vez de usar cuatro cuatros, se usan cuatro cincos, cinco cincos, seis seises, un uno, un dos, un tres y un cuatro, etc, etc.
Veamos como se pueden obtener los primeros cuatro números:
0 = 4+4-4-4
1 = (4+4)/(4+4)
2 = 4/4 + 4/4
3 = (4+4+4)/4
Cuando uno mira detenidamente estas fórmulas se da cuenta de que si reemplazamos cada uno de los cuatros por cualquier otro dígito, la fórmula seguiría siendo válida.
Por ejemplo :
0 = 1+1-1-1 = 2+2-2-2 = 3+3-3-3 = d+d-d-d
1 = 1+1 / 1+1 = 2+2 / 2+2 = 3+3 / 3+3 = d+d / d+d
2 = 1/1 + 1/1 = 2/2 +2/2 = 3/3 +3/3 = d/d +d/d
3 = (1+1+1)/1 = (2+2+2)/2 = (3+3+3)/3 = (d+d+d)/d
donde d representa cualquier dígito.
En base a esto empecé a pensar si era posible lograr cualquier número usando cuatro dígitos iguales cualesquiera.
Pero lograr los siguientes números es mas complicado, es por ello que podemos usar algunos “trucos”.
El primero que podemos usar es el punto decimal.
Así con .d representamos a 0.d = d/10.
También podemos usar el símbolo para los números decimales periódicos así .
Con estos dos “trucos” y permitiendo la concatenación de los dígitos, donde dd = 10d+d y d.d = d+0.d , y usando además raíces cuadradas podemos obtener los números del cero al 13 inclusive, y los números del 17 al 21, el 27 y el 30 entre otros.
Para los números que nos faltan hasta el 45 podemos usar el logaritmo en base raíz de d del número d (log√d d) que es igual a 2, y si agregamos raíces a la base podemos obtener todos los números del tipo 2n donde n es igual a la cantidad de raíces cuadradas, (4 = log√√d d, 8 = log√√√d d, etc).Hay que tener en cuenta que cuando usamos logaritmos d no puede ser 1.
Con estas operaciones llegamos hasta el 36. Si usamos el signo de % obtenemos el 100 de la siguiente manera: 100 = d/d%.
También podemos usar el símbolo para tomar la parte entera de un número que nos permite llegar al 45.
Resumiendo :
Con un dígito :
.d = d/10
.
d% = d/100
|d| = parte entera de d
Con dos dígitos :
½ = log(d) √ (d)
0 = d-d
1 = d/d
2 = log √d d
3 = √ (d/.
4 = log √√d d
5 = |√ log √√√√√d d|
6 = (√ (d/.
7 = |√ log √√√√√√dd|
8 = log √√√d d
9 = d/.
10 = d/.d
11 = |√ log √√√√√√√dd|
16 = log √√√√d d
24 = (log √√d d)!
26 = |√(√ (d/.
32 = log √√√√√d d
64 = log √√√√√√dd
100 = d/d%
720 = (√ (d/.
Así con cuatro dígitos iguales podemos formar :
0 = d + d - d - d
1 = dd/dd
2 = d/d +d/d
3 = (d+d+d) / d
4= d/d + √(d / .
5 = √(d * d) / (.d + .d)
6 = d/.
7 = (d - .
8 = (d - .d - .d) / .d
9 = d/.d - d/d
10 = dd / d.d
11 = d/.d + d/d
12 = (dd + d) / d
13 = d/.d + √(d/.
14 = d/.d + log √√d d
15 = log √√√√d d – d/d
16 = log √√√√d d + d - d
17 = (d + d - .
18 = d/.
19 = (d + d + .
20 = d/.d + d/.d
21 = (d + d + .d) / .d
22 = log √√√√√d d - d/.d
23 = log √√√√√d d - d/.
24 = (d/d + √(d / .
25 = log √√√√d d + d/.
26 = log √√√√d d + d/.d
27 = (d + d + d) / .
28 = log √√√√√d d - log √√d d
29 = log √√√√√d d - √ (d/.
30 = (d + d + d) / .d
31 = log √√√√√d d- d/d
32 = log √√√√√d d + d - d
33 = dd / √(d * .
34 = log √√√√√d d+ log √d
35 = log √√√√√d dd + √ (d/.
36 = log √√√√√d d + log √√d
37 = log √√√√√d d + |√ log √√√√√d d|
38 = (√ (d/.
39 = log √√√√√d d + |√ log √√√√√√dd|
40 = log √√d d * d/.d = log √√√√d d + (log √√d d)!
41 = log √√√√√d d + d/.
42 = d/.d + log √√√√√d d
43 = log √√√√√d d + |√ log √√√√√√√dd|
44 = log √√d d * |√ log √√√√√√√dd|
45 = (√ (d/.
46 = ?
47 = ?
48 =(√ (d/.
49 = |√ log √√√√√√dd| * |√ log √√√√√√dd|
50 = d/d% / log √d d
51 = ?
52 = log √d d * |√(√ (d/.
53 = log √√√√√√dd - |√ log √√√√√√√dd|
54 =(√ (d/.d ))! * d/.
55 = dd / (.d + .d)
56 = (log √√d d)! + log √√√√√d d
57 = log √√√√√√dd - |√ log √√√√√√dd|
58 = log √√√√√√dd - (√ (d/.
59 = log √√√√√√dd - |√ log √√√√√d d|
60 = (√ (d/.
61 = log √√√√√√dd - √ (d/.
62 = log √√√√√√dd - log √dd
63 = log √√√√√√dd - d/d
64 = log √√√d d * log √√√d d
65 = log √√√√√√dd + d/d
66 = log √√√√√√dd + log √dd
67 = log √√√√√√dd + √ (d/.
68 = d/d% – log √√√√√d d
69 = log √√√√√√dd + |√ log √√√√√d d|
70 = log √√√√√√dd + (√ (d/.
71 = log √√√√√√dd + |√ log √√√√√√dd|
72 = log √√√d d * d/.
73 = log √√√√√√dd + d/.
74 = log √√√√√√dd + d/.d
75 = log √√√√√√dd + |√ log √√√√√√√dd|
76 = d/d% - (log √√d d)!
77 = |√ log √√√√√√dd| * |√ log √√√√√√√dd|
78 = ?
79 = ?
80 = (d - .
81 = (d * d) / (.
82 = ?
83 = ?
84 = d/d% - log √√√√d d
85 = ?
86 = d/d% - (log √√d d)!
87 = ?
88 = log √√√√√√dd + (log √√d d)!
89 = d/d% - |√ log √√√√√√√dd|
90 = d/.
91 = d/d% - d/.
92 = d/d% - log √√√d d
93 = d/d% - |√ log √√√√√√dd|
94 = d/d% - (√ (d/.
95 = d/d% - |√ log √√√√√d d|
96 = √ (d/. d ) * log √√√√√d d
97 = d/d% - √ (d/.
98 = (dd - .
99 = dd / .
100 = dd / .dd ó d/.d * d/.d
108 = (dd + d) / .
109 = (dd - .d) / .d
110 = dd / √ (.d * .d)
111 = ddd / d
120 = (dd + d) / .d
180 = (d + d) / (.
900 = d / (.
990 = dd / (.
999 = ddd / .
1110 = ddd/.d
El primer número que no pude formar es el 46. Otros que faltan son : 47, 51, 78, 79, etc.
¿A alguien se le ocurre alguna fórmula para formar los números que faltan?
Espero contribuciones
Pd: Una forma para generar cualquier número pero que no sería válida es usar log n√d d = n
Bibliografía :
Mathematical recreations and Essays de Rouse Ball
El hombre que calculaba de Malba Tahan
Esta entrada forma parte de la Edición 2.7 del Carnaval de Matemáticas cuyo anfitrión en esta ocasión es La Aventura de la Ciencia
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