Hamiltonwege und -kreise

Das Virus-Rätsel

In einem Forschungslabor in der Arktis ist ein Virus ausgebrochen. Das Labor besteht aus 4 × 4 Räumen, die durch Luftschleusen mit ihren Nachbarn links, rechts, oben und unten verbunden sind. Du betrittst das Labor im Eingangsraum oben links – er ist nicht verseucht – und musst es durch den Raum unten rechts verlassen.

Jeden verseuchten Raum musst du betreten, denn dort löst du die Notverriegelung aus: Der Raum füllt sich hinter dir mit Beton. Einen betonierten Raum kannst du nie wieder betreten.

🎬 TED-Ed: Can you solve the virus riddle?

Empfohlen: Schau das Video (englisch) bis zur Aufgabenstellung – es hält bei 1:44 automatisch an. Danach löst du das Rätsel hier selbst.

Das Video liegt bei YouTube. Erst wenn du es lädst, werden Daten an YouTube (Google) übertragen.

Zustimmung zurücknehmen:

Virus-Labor
Plane deinen Weg durch das Labor: Klicke die Räume in der Reihenfolge an, in der du sie betreten willst, und prüfe dann deinen Weg.
A1A2A3A4B1B2B3B4C1C2C3C4D1D2D3D4EingangAusgang

Freitext

Warum ist das Rätsel unlösbar, wenn man auch den Eingangsraum nur einmal betreten darf? Nutze das Schachbrettmuster.

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Definition: Hamiltonweg und Hamiltonkreis

Ein einfacher Weg heißt Hamiltonweg (Hamilton'scher Weg), wenn er alle Knoten des Graphen genau einmal enthält. Seine Länge ist die Anzahl der Knoten minus 1; Startknoten ≠ Endknoten.

Ein Kreis heißt Hamiltonkreis, wenn er alle Knoten des Graphen genau einmal enthält – außer dem Start-/Zielknoten. Startknoten = Endknoten.

Zeige auf die Begriffe: Im Graphen erscheint ein Beispiel mit nummerierten Schritten.

ABCDE112233445
Hamiltonweg
Laufe einen Hamiltonweg ab.
ABCD

Hamiltonkreis
Laufe einen Hamiltonkreis ab.
ABCD

Wege als Wörter
Aufgabe 1: Gib alle Hamiltonwege dieses Graphen an, die in A beginnen.
ABCD
Wege als Wörter
Aufgabe 2: Gib einen Hamiltonkreis an, der in A beginnt. (Wie viele verschiedene gibt es – wenn man einen Kreis rückwärts gelesen nicht als neu zählt?)

Auf der Kirmes

Die Kirmes hat sieben Attraktionen. Du möchtest alle besuchen, vom Riesenrad zur Achterbahn, aber keine zweimal.

Kirmes mit Riesenrad, Schießbude, Hau den Lukas, Zuckerwatte, Karussell, Wahrsagerin und Achterbahn
Graph zeichnen

Aufgabe 3: Abstrahiere die Kirmes als Graphen. Die Knoten sind gesetzt (Kürzel wie auf der Karte).

Multiple Choice

Aufgabe 4: Welche besondere Eigenschaft hat der Weg RSZHKWA?

✏️ Übungen zu diesem Kapitel

6 freiwillige Aufgaben zum Üben und Weiterdenken.

Zu den Übungen →