Bewijs dat geen enkel getal van de vorm
Bereken
Elke permutatie kan geschreven worden als het product ( samenstelling) van transposities. Een transpositie of omwisseling is een twee-cykel, zoals bijvoorbeeld (12).
Dit product kan op verschillende manieren tot stand komen, maar het is wel zo dat het aantal transposities dat je nodig hebt, steeds hetzelfde is. Als dat aantal even is , spreken we van een even permutatie. Als het aantal oneven is , spreken we van een oneven permutatie. Dit noem je de pariteit van de permutatie
Een voorbeeldje van een oneven permutatie:
Let op de volgorde! Zoals bij de samenstelling , werken we van achter na voor. Nog een paar voorbeelden met afbeelding:
is een even permutatie, want de permutatie is te schrijven als (16)(15)(13)(28)(27)(24).
is een oneven permutatie, want de permutatie is te schrijven als (14)(32)(35)
De schuifpuzzel is een puzzel, meestal op een bord van 4 op 4 met 15 verschillende stukken en 1 leeg veld; Het wordt dan ook 15-puzzel genoemd, maar bestaat ook in andere afmetingen. De bedoeling is om de stukken terug in de goede volgorde te krijgen door de stukken te schuiven.
De oorspronkelijke versie van dit spel werd in 1874 ontwikkeld door de New Yorkse postdirecteur Noyes Palmer Chapman. De vierkantjes zaten los en de speler kon ze in willekeurige volgorde neerleggen en dan proberen de puzzel door schuiven op te lossen. In de afbeelding hierboven uit Sam Loyds Cyclopedia waren in de beginpositie de getallen 14 en 15 van plaats gewisseld.
Niet elke beginpositie is oplosbaar. Wiskundigen hebben onderzocht welke beginopstellingen kunnen worden opgelost. Neem bijvoorbeeld bovenstaande puzzel, beter afgebeeld als:
Is dit oplosbaar?
Twee speltoestanden worden als equivalent gedefinieerd als de ene door een aantal malen schuiven in de andere kan worden overgevoerd. Deze relatie is een equivalentierelatie. Of de puzzel oplosbaar is betekent dus of bovenstaande schikking equivalent is met de begintoestand. Men kan aantonen dat twee speltoestanden equivalent zijn als de pariteit van de permutatie van de 16 elementen die de ene in de andere overvoert gelijk aan die van de ‘afstand’ tussen de lege velden van de twee speltoestanden (dit betekent dat de twee lege velden zoals bij een schaakbord dezelfde of een verschillende kleur hebben). Wat geeft dit nu voor onze opgave?