Mania de Matematica 2 - Novos Enigmas e Desafios Matemáticos

(fjmsfe) #1

últimos anos, os criptógrafos conseguiram criar uma grande quantidade deles.


Podemos ilustrar com mais simplicidade o princípio envolvido se, em vez de falarmos de
senhas pessoais, pensarmos em modos de colorir mapas. O aclamado teorema das quatro cores
foi conjecturado em 1852 por Francis Guthrie, um estudante de pós-graduação da University
College London. O teorema afirma que qualquer mapa num plano pode ser colorido com no
máximo quatro cores de modo que países adjacentes nunca recebam a mesma cor; foi
finalmente provado em 1976 por Kenneth Appel e Wolfgang Haken, da Universidade de
Illinois. No entanto, se nos limitarmos somente a três cores, alguns mapas poderão ser
coloridos, e outros não.


Suponha que a gerente do seu banco lhe mande um mapa excessivamente complexo, e você
queira convencê-la de que sabe como colori-lo com três cores sem revelar as cores
correspondentes a cada região. Nesse caso você pode construir um elaborado aparelho
eletrônico controlado por duas telas sensíveis ao toque — uma no banco, a outra na sua casa.
O aparelho é configurado para fazer o seguinte, e apenas o seguinte (ver Figura 8.1):


Primeiro, você programa na máquina o modo de colorir o mapa (digamos, tocando as
regiões na tela — um toque para vermelho, dois para azul, três para amarelo).


A seguir, a gerente do banco escolhe a fronteira entre dois países. A máquina realiza uma
permutação aleatória do seu esquema de cores — por exemplo, substituindo sistematicamente
o seu vermelho pelo azul, o seu azul pelo vermelho, e deixando o amarelo como está. Existem
seis maneiras possíveis de permutarmos as cores, e a gerente não sabe qual permutação a
máquina escolheu. Então, a tela da gerente exibe as novas cores dos dois países adjacentes à
fronteira selecionada, sem que nenhum dos demais países tenha sido colorido. Se a coloração
original for válida, essas duas cores deverão ser diferentes.


Figura 8.1
Modo de convencer a gerente do seu banco que você pode colorir um mapa com apenas três cores. Repita
até que todos os lados sejam selecionados.

A gerente repete então as mesmas operações até que todas as margens sejam testadas,
sendo assim capaz de determinar se a sua afirmação, de que coloriu o mapa com três cores, é
verdadeira. De fato, se a sua coloração original estiver errada, de modo que dois países
adjacentes tenham a mesma cor, em algum momento a gerente do seu banco selecionará a
fronteira entre eles e as duas cores permutadas reveladas pela máquina serão idênticas. Se, por
outro lado, as cores permutadas em todas as fronteiras forem diferentes, o seu mapa original

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