home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Monster Media 1994 #1 / monster.zip / monster / TEXT / PUZZLE4.ZIP / LOGIC next >
Text File  |  1994-04-05  |  216KB  |  5,391 lines

  1. Newsgroups: rec.puzzles,news.answers,rec.answers
  2. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!gatech!europa.eng.gtefsd.com!uunet!questrel!chris
  3. From: chris@questrel.com (Chris Cole)
  4. Subject: rec.puzzles Archive (logic), part 22 of 35
  5. Message-ID: <puzzles/archive/logic/part1_745653851@questrel.com>
  6. Followup-To: rec.puzzles
  7. Summary: This is part of an archive of questions
  8.  and answers that may be of interest to
  9.  puzzle enthusiasts.
  10.  Part 1 contains the index to the archive.
  11.  Read the rec.puzzles FAQ for more information.
  12. Sender: chris@questrel.com (Chris Cole)
  13. Reply-To: archive-comment@questrel.com
  14. Organization: Questrel, Inc.
  15. References: <puzzles/archive/Instructions_745653851@questrel.com>
  16. Date: Wed, 18 Aug 1993 06:06:09 GMT
  17. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  18. Expires: Thu, 1 Sep 1994 06:04:11 GMT
  19. Lines: 1393
  20. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.puzzles:25006 news.answers:11526 rec.answers:1926
  21.  
  22. Archive-name: puzzles/archive/logic/part1
  23. Last-modified: 17 Aug 1993
  24. Version: 4
  25.  
  26.  
  27. ==> logic/29.p <==
  28. Three people check into a hotel.  They pay $30 to the manager and go
  29. to their room.  The manager finds out that the room rate is $25 and
  30. gives $5 to the bellboy to return.  On the way to the room the bellboy
  31. reasons that $5 would be difficult to share among three people so
  32. he pockets $2 and gives $1 to each person.
  33.  
  34. Now each person paid $10 and got back $1.  So they paid $9 each,
  35. totalling $27.  The bellboy has $2, totalling $29.
  36.  
  37. Where is the remaining dollar?
  38.  
  39. ==> logic/29.s <==
  40. Each person paid $9, totalling $27.  The manager has $25 and the bellboy $2.
  41. The bellboy's $2 should be added to the manager's $25 or subtracted from
  42. the tenants' $27, not added to the tenants' $27.
  43.  
  44. ==> logic/ages.p <==
  45. 1) Ten years from now Tim will be twice as old as Jane was when Mary was 
  46.    nine times as old as Tim.
  47.  
  48. 2) Eight years ago, Mary was half as old as Jane will be when Jane is one year
  49.    older than Tim will be at the time when Mary will be five times as old as 
  50.    Tim will be two years from now.
  51.  
  52. 3) When Tim was one year old, Mary was three years older than Tim will be when 
  53.    Jane is three times as old as Mary was six years before the time when Jane 
  54.    was half as old as Tim will be when Mary will be ten years older than Mary 
  55.    was when Jane was one-third as old as Tim will be when Mary will be three 
  56.    times as old as she was when Jane was born.
  57.  
  58.                              HOW OLD ARE THEY NOW?
  59.  
  60. ==> logic/ages.s <==
  61. The solution: Tim is 3, Jane is 8, and Mary is 15.  A little grumbling
  62. is in order here, as clue number 1 leads to the situation a year and a
  63. half ago, when Tim was 1 1/2, Jane was 6 1/2, and Mary was 13 1/2.
  64.  
  65. This sort of problem is easy if you write down a set of equations.  Let
  66. t be the year that Tim was born, j be the year that Jane was born, m be
  67. the year that Mary was born, and y be the current year.  As indefinite
  68. years come up, let y1, y2, ... be the indefinite years.  Then the
  69. equations are
  70.  
  71.  
  72. y + 10 - t = 2 (y1 - j)
  73. y1 - m = 9 (y1 - t)
  74.  
  75. y - 8 - m = 1/2 (y2 - j)
  76. y2 - j = 1 + y3 - t
  77. y3 - m = 5 (y + 2 - t)
  78.  
  79. t + 1 - m = 3 + y4 - t
  80. y4 - j = 3 (y5 - 6 - m)
  81. y5 - j = 1/2 (y6 - t)
  82. y6 - m = 10 + y7 - m
  83. y7 - j = 1/3 (y8 - t)
  84. y8 - m = 3 (j - m)
  85.  
  86. t = y - 3
  87. j = y - 8
  88. m = y - 15
  89.  
  90. ==> logic/attribute.p <==
  91. All the items in the first list share a particular attribute.  The second
  92. list is of some items lacking the attribute.
  93.  
  94. Set#1
  95.     with:  battery, key, yeast, bookmark
  96.     w/out: stapler, match, Rubik's cube, pill bottle
  97.  
  98. Set#2
  99.     with:  Rubik's cube, chess set, electrical wiring, compass needle
  100.     w/out: clock, rope, tic-tac-toe, pencil sharpener
  101.  
  102. Set#3:
  103.     with:  koosh, small intestine, Yorkshire Terrier, Christmas Tree
  104.     w/out: toothbrush, oak chair, soccer ball, icicle
  105.  
  106. Points to realize:
  107. 1.
  108.  There may be exceptions to any item on the list, for instance a particular
  109.  clock may share the properties of the 'with' list of problem two, BUT MOST
  110.  ORDINARY clocks do not.  All the properties apply the vast majority of the
  111.  the items mentioned.  Extraordinary exceptions should be ignored.
  112.  
  113. 2.
  114.  Pay the most attention to the 'with' list.  The 'without' list is only
  115.  present to eliminate various 'stupid' answers.
  116.  
  117. ==> logic/attribute.s <==
  118. The attribute puzzle format is a traditional format in math education.
  119. It occurs in logic materials developed in the sixties by EDC in Boston,
  120. with visual objects. Example:
  121.  
  122. these are gloops: A B C D E 
  123. these are not gloops: F G J L N
  124. which of these are gloops? O P Q R S
  125.  
  126. Set#1
  127.     with:  battery, key, yeast, bookmark
  128.     w/out: stapler, match, Rubik's cube, pill bottle
  129.  
  130. Needs to be placed inside something else when used for its usual purpose.
  131.  
  132. Set#2
  133.     with:  Rubik's cube, chess set, electrical wiring, compass needle
  134.     w/out: clock, rope, tic-tac-toe, pencil sharpener
  135.  
  136. Uses color to distinguish between otherwise identical parts.
  137.  
  138. Set#3:
  139.     with:  koosh, small intestine, Yorkshire Terrier, Christmas Tree
  140.     w/out: toothbrush, oak chair, soccer ball, icicle
  141.  
  142. Villiform.
  143.  
  144. ==> logic/bookworm.p <==
  145. A bookworm eats from the first page of an encyclopedia to the last
  146. page.  The bookworm eats in a straight line.  The encyclopedia consists
  147. of ten 1000-page volumes and is sitting on a bookshelf in the usual
  148. order.  Not counting covers, title pages, etc., how many pages does the
  149. bookworm eat through?
  150.  
  151. ==> logic/bookworm.s <==
  152. On a book shelf the first page of the first volume is on the "inside"
  153.   __                             __
  154. B|  |                           |  |F
  155. A|1 |...........................|10|R
  156. C|  |                           |  |O
  157. K|  |                           |  |N
  158.  |  |                           |  |T
  159.   ----------------------------------
  160. so the bookworm eats only through the cover of the first volume, then 8 times
  161. 1000 pages of Volumes 2 - 9, then through the cover to the 1st page of Vol 10.
  162. He eats 8,000 pages.
  163.  
  164. If the bookworm ate the first page and the last page, it ate 8,004 pages.
  165.  
  166. ==> logic/boxes.p <==
  167. Which Box Contains the Gold?
  168.  
  169. Two boxes are labeled "A" and "B".  A sign on box A says "The sign
  170. on box B is true and the gold is in box A".  A sign on box B says
  171. "The sign on box A is false and the gold is in box A".  Assuming there
  172. is gold in one of the boxes, which box contains the gold?
  173.  
  174. ==> logic/boxes.s <==
  175. The problem cannot be solved with the information given.
  176.  
  177. The sign on box A says "The sign on box B is true and the gold is in box A".
  178. The sign on box B says "The sign on box A is false and the gold is in box A".
  179. The following argument can be made: If the statement on box A is true, then
  180. the statement on box B is true, since that is what the statement on box A
  181. says.  But the statement on box B states that the statement on box A is false,
  182. which contradicts the original assumption.  Therefore, the statement on box A
  183. must be false.  This implies that either the statement on box B is false or
  184. that the gold is in box B.  If the statement on box B is false, then either
  185. the statement on box A is true (which it cannot be) or the gold is in box B.
  186. Either way, the gold is in box B.
  187.  
  188. However, there is a hidden assumption in this argument: namely, that
  189. each statement must be either true or false.  This assumption leads to
  190. paradoxes, for example, consider the statement: "This statement is
  191. false."  If it is true, it is false; if it is false, it is true.  The
  192. only way out of the paradox is to deny that the statement is either true
  193. or false and label it meaningless instead.  Both of the statements on the
  194. boxes are therefore meaningless and nothing can be concluded from them.
  195.  
  196. In general, statements about the truth of other statements lead to
  197. contradictions.  Tarski invented metalanguages to avoid this problem.
  198. To avoid paradox, a statement about the truth of a statement in a language
  199. must be made in the metalanguage of the language.
  200.  
  201. Common sense dictates that this problem cannot be solved with the information
  202. given.  After all, how can we deduce which box contains the gold simply by
  203. reading statements written on the outside of the box?  Suppose we deduce that
  204. the gold is in box B by whatever line of reasoning we choose.  What is to stop
  205. us from simply putting the gold in box A, regardless of what we deduced?
  206. (cf. Smullyan, "What Is the Name of This Book?", Prentice-Hall, 1978,    #70)
  207.  
  208. ==> logic/camel.p <==
  209. An Arab sheikh tells his two sons to race their camels to a distant
  210. city to see who will inherit his fortune.  The one whose camel is
  211. slower will win.  The brothers, after wandering aimlessly for days, ask
  212. a wise man for advise.  After hearing the advice they jump on the
  213. camels and race as fast as they can to the city.  What does the wise
  214. man say?
  215.  
  216. ==> logic/camel.s <==
  217. The wiseman tells them to switch camels.
  218.  
  219. ==> logic/centrifuge.p <==
  220. You are a biochemist, working with a 12-slot centrifuge.  This is a gadget
  221. that has 12 equally spaced slots around a central axis, in which you can
  222. place chemical samples you want centrifuged.  When the machine is turned on,
  223. the samples whirl around the central axis and do their thing.
  224.  
  225. To ensure that the samples are evenly mixed, they must be distributed in the
  226. 12 slots such that the centrifuge is balanced evenly.  For example, if you
  227. wanted to mix 4 samples, you could place them in slots 12, 3, 6 and 9
  228. (assuming the slots are numbered from 1 to 12 like a clock).
  229.  
  230. Problem:  Can you use the centrifuge to mix 5 samples?
  231.  
  232. ==> logic/centrifuge.s <==
  233. The superposition of any two solutions is yet another solution, so given
  234. that the factors > 1 of 12 (2, 3, 4, 6, 12) are all solutions, the
  235. only thing to check about, for example, the proposed solution 2+3 is
  236. that not all ways of combining 2 & 3 would have centrifuge tubes
  237. from one subsolution occupying the slot for one of the tubes in
  238. another solution.  For the case 2+3, there is no problem:  Place 3
  239. tubes, one in every 4th position, then place the 4th and 5th
  240. diametrically opposed (each will end up in a slot adjacent to one of
  241. the first 3 tubes).  The obvious generalization is, what are the
  242. numbers of tubes that cannot be balanced?  Observing that there are
  243. solutions for 2,3,4,5,6 tubes and that if X has a solution, 12-X has
  244. also one (obtained by swapping tubes and holes), it is obvious that
  245. 1 and 11 are the only cases without solutions.
  246.  
  247. Here is how this problem is often solved in practice:  A dummy tube
  248. is added to produce a total number of tubes that is easy to balance.
  249. For example, if you had to centrifuge just one sample, you'd add a
  250. second tube opposite it for balance.
  251.  
  252. ==> logic/chain.p <==
  253. What is the least number of links you can cut in a chain of 21 links to be able
  254. to give someone all possible number of links up to 21?
  255.  
  256. ==> logic/chain.s <==
  257. Two.
  258.  
  259.     OOO C OOOOO C OOOOOOOOOOO
  260. (where Os are chained unbroken links, and the Cs are the unchained broken links)
  261.  
  262. And equivalently:
  263.  
  264.     OOO C OOOOOO C OOOOOOOOOO
  265.  
  266. ==> logic/children.p <==
  267. A man walks into a bar, orders a drink, and starts chatting with the
  268. bartender.  After a while, he learns that the bartender has three
  269. children.  "How old are your children?" he asks.  "Well," replies the
  270. bartender, "the product of their ages is 72."  The man thinks for a
  271. moment and then says, "that's not enough information."  "All right,"
  272. continues the bartender, "if you go outside and look at the building
  273. number posted over the door to the bar, you'll see the sum of the
  274. ages."  The man steps outside, and after a few moments he reenters and
  275. declares, "Still not enough!"  The bartender smiles and says, "My
  276. youngest just loves strawberry ice cream."
  277.  
  278. How old are the children?
  279.  
  280. A variant of the problem is for the sum of the ages to be 13 and the
  281. product of the ages to be the number posted over the door.  In this
  282. case, it is the oldest that loves ice cream.
  283.  
  284. Then how old are they?
  285.  
  286.  
  287. ==> logic/children.s <==
  288. First, determine all the ways that three ages can multiply together to get 72:
  289.  
  290. 72  1  1        (quite a feat for the bartender)
  291. 36  2  1
  292. 24  3  1
  293. 18  4  1
  294. 18  2  2
  295. 12  6  1
  296. 12  3  2
  297. 9  4  2
  298. 9  8  1
  299. 8  3  3
  300. 6  6  2
  301. 6  4  3
  302.  
  303. As the man says, that's not enough information; there are many possibilities.
  304. So the bartender tells him where to find the sum of the ages--the man now knows
  305. the sum even though we don't.  Yet he still insists that there isn't enough
  306. info.  This must mean that there are two permutations with the same sum;
  307. otherwise the man could have easily deduced the ages.
  308.  
  309. The only pair of permutations with the same sum are 8 3 3 and 6 6 2, which both
  310. add up to 14 (the bar's address).  Now the bartender mentions his
  311. "youngest"--telling us that there is one child who is younger than the other
  312. two.  This is impossible with 8 3 3--there are two 3 year olds.  Therefore the
  313. ages of the children are 6, 6, and 2.
  314.  
  315. Pedants have objected that the problem is insoluble because there could be
  316. a youngest between two three year olds (even twins are not born exactly at
  317. the same time).  However, the word "age" is frequently used to denote the
  318. number of years since birth.  For example, I am the same age as my wife,
  319. even though technically she is a few months older than I am.  And using the
  320. word "youngest" to mean "of lesser age" is also in keeping with common parlance.
  321. So I think the solution is fine as stated.
  322.  
  323. In the sum-13 variant, the possibilities are:
  324.  
  325. 11  1  1
  326. 10  2  1
  327. 9  3  1
  328. 9  2  2
  329. 8  4  1
  330. 8  3  2
  331. 7  5  1
  332. 7  4  2
  333. 7  3  3
  334. 6  6  1
  335. 6  5  2
  336. 6  4  3
  337.  
  338. The two that remain are 9 2 2 and 6 6 1 (both products equal 36).  The
  339. final bit of info (oldest child) indicates that there is only one
  340. child with the highest age.  This cancels out the 6 6 1 combination, leaving
  341. the childern with ages of 9, 2, and 2.
  342.  
  343. ==> logic/condoms.p <==
  344. How can a man have mutually safe sex with three women with only two condoms?
  345. How can three men have mutually safe sex with one woman with two condoms?
  346.  
  347. ==> logic/condoms.s <==
  348. Use both condoms on the first woman.  Take off the outer condom (turning it
  349. inside-out in the process) and set it aside.  Use the inner condom alone on
  350. the second woman.  Put the outer condom back on.  Use it on the third woman.
  351.  
  352. First man uses both condoms.  Take off the outer condom (do NOT reverse
  353. it) and have second man use it.  First man takes off the inner condom
  354. (turning it inside-out).  Third man puts on this condom, followed by
  355. second man's condom.
  356.  
  357. ==> logic/dell.p <==
  358. How can I solve logic puzzles (e.g., as published by Dell) automatically?
  359.  
  360. ==> logic/dell.s <==
  361. #include    <setjmp.h>
  362.  
  363. #define    EITHER        if (S[1] = S[0], ! setjmp((S++)->jb)) {
  364. #define    OR        } else EITHER
  365. #define    REJECT        longjmp((--S)->jb, 1)
  366. #define    END_EITHER    } else REJECT;
  367.  
  368. /* values in tmat: */
  369. #define    T_UNK    0
  370. #define    T_YES    1
  371. #define    T_NO    2
  372.  
  373. #define    Val(t1,t2)    (S->tmat[t1][t2])
  374. #define    CLASS(x)        \
  375.         (((x) / NUM_ITEM) * NUM_ITEM)
  376. #define    EVERY_TOKEN(x)        \
  377.         (x = 0; x < TOT_TOKEN; x++)
  378. #define    EVERY_ITEM(x, class)    \
  379.         (x = CLASS(class); x < CLASS(class) + NUM_ITEM; x++)
  380.  
  381. #define    BEGIN                        \
  382. struct state {                        \
  383.     char    tmat[TOT_TOKEN][TOT_TOKEN];        \
  384.     jmp_buf jb;                    \
  385. } States[100], *S = States;                \
  386.                             \
  387. main()                            \
  388. {                            \
  389.     int    token;                    \
  390.                             \
  391.     for EVERY_TOKEN(token)                \
  392.         yes(token, token);            \
  393.     EITHER
  394.  
  395. /* Here is the problem-specific data */
  396. #define    NUM_ITEM    5
  397. #define    NUM_CLASS    6
  398. #define    TOT_TOKEN    (NUM_ITEM * NUM_CLASS)
  399.  
  400. #define    HOUSE_0        0
  401. #define    HOUSE_1        1
  402. #define    HOUSE_2        2
  403. #define    HOUSE_3        3
  404. #define    HOUSE_4        4
  405.  
  406. #define    ENGLISH        5
  407. #define    SPANISH        6
  408. #define    NORWEG        7
  409. #define    UKRAIN        8
  410. #define    JAPAN        9
  411.  
  412. #define    GREEN        10
  413. #define    RED        11
  414. #define    IVORY        12
  415. #define    YELLOW        13
  416. #define    BLUE        14
  417.  
  418. #define    COFFEE        15
  419. #define    TEA        16
  420. #define    MILK        17
  421. #define    OJUICE        18
  422. #define    WATER        19
  423.  
  424. #define    DOG        20
  425. #define    SNAIL        21
  426. #define    FOX        22
  427. #define    HORSE        23
  428. #define    ZEBRA        24
  429.  
  430. #define    OGOLD        25
  431. #define    PLAYER        26
  432. #define    CHESTER        27
  433. #define    LSTRIKE        28
  434. #define    PARLIA        29
  435.  
  436. char *names[] = {
  437.     "HOUSE_0", "HOUSE_1", "HOUSE_2", "HOUSE_3", "HOUSE_4",
  438.     "ENGLISH", "SPANISH", "NORWEG", "UKRAIN", "JAPAN",
  439.     "GREEN", "RED", "IVORY", "YELLOW", "BLUE",
  440.     "COFFEE", "TEA", "MILK", "OJUICE", "WATER",
  441.     "DOG", "SNAIL", "FOX", "HORSE", "ZEBRA",
  442.     "OGOLD", "PLAYER", "CHESTER", "LSTRIKE", "PARLIA",
  443. };
  444.  
  445.     BEGIN
  446.  
  447.     yes(ENGLISH, RED);    /* Clue 1 */
  448.     yes(SPANISH, DOG);    /* Clue 2 */
  449.     yes(COFFEE, GREEN);    /* Clue 3 */
  450.     yes(UKRAIN, TEA);    /* Clue 4 */
  451.  
  452.     EITHER            /* Clue 5 */
  453.         yes(IVORY, HOUSE_0);
  454.         yes(GREEN, HOUSE_1);
  455.     OR
  456.         yes(IVORY, HOUSE_1);
  457.         yes(GREEN, HOUSE_2);
  458.     OR
  459.         yes(IVORY, HOUSE_2);
  460.         yes(GREEN, HOUSE_3);
  461.     OR
  462.         yes(IVORY, HOUSE_3);
  463.         yes(GREEN, HOUSE_4);
  464.     END_EITHER
  465.  
  466.     yes(OGOLD, SNAIL);    /* Clue 6 */
  467.     yes(PLAYER, YELLOW);    /* Clue 7 */
  468.     yes(MILK, HOUSE_2);    /* Clue 8 */
  469.     yes(NORWEG, HOUSE_0);    /* Clue 9 */
  470.  
  471.     EITHER            /* Clue 10 */
  472.         yes(CHESTER, HOUSE_0);
  473.         yes(FOX, HOUSE_1);
  474.     OR
  475.         yes(CHESTER, HOUSE_4);
  476.         yes(FOX, HOUSE_3);
  477.     OR
  478.         yes(CHESTER, HOUSE_1);
  479.         EITHER    yes(FOX, HOUSE_0);
  480.         OR    yes(FOX, HOUSE_2);
  481.         END_EITHER
  482.     OR
  483.         yes(CHESTER, HOUSE_2);
  484.         EITHER    yes(FOX, HOUSE_1);
  485.         OR    yes(FOX, HOUSE_3);
  486.         END_EITHER
  487.     OR
  488.         yes(CHESTER, HOUSE_3);
  489.         EITHER    yes(FOX, HOUSE_2);
  490.         OR    yes(FOX, HOUSE_4);
  491.         END_EITHER
  492.     END_EITHER
  493.  
  494.     EITHER            /* Clue 11 */
  495.         yes(PLAYER, HOUSE_0);
  496.         yes(HORSE, HOUSE_1);
  497.     OR
  498.         yes(PLAYER, HOUSE_4);
  499.         yes(HORSE, HOUSE_3);
  500.     OR
  501.         yes(PLAYER, HOUSE_1);
  502.         EITHER    yes(HORSE, HOUSE_0);
  503.         OR    yes(HORSE, HOUSE_2);
  504.         END_EITHER
  505.     OR
  506.         yes(PLAYER, HOUSE_2);
  507.         EITHER    yes(HORSE, HOUSE_1);
  508.         OR    yes(HORSE, HOUSE_3);
  509.         END_EITHER
  510.     OR
  511.         yes(PLAYER, HOUSE_3);
  512.         EITHER    yes(HORSE, HOUSE_2);
  513.         OR    yes(HORSE, HOUSE_4);
  514.         END_EITHER
  515.     END_EITHER
  516.  
  517.     yes(LSTRIKE, OJUICE);    /* Clue 12 */
  518.     yes(JAPAN, PARLIA);    /* Clue 13 */
  519.  
  520.     EITHER            /* Clue 14 */
  521.         yes(NORWEG, HOUSE_0);
  522.         yes(BLUE, HOUSE_1);
  523.     OR
  524.         yes(NORWEG, HOUSE_4);
  525.         yes(BLUE, HOUSE_3);
  526.     OR
  527.         yes(NORWEG, HOUSE_1);
  528.         EITHER    yes(BLUE, HOUSE_0);
  529.         OR    yes(BLUE, HOUSE_2);
  530.         END_EITHER
  531.     OR
  532.         yes(NORWEG, HOUSE_2);
  533.         EITHER    yes(BLUE, HOUSE_1);
  534.         OR    yes(BLUE, HOUSE_3);
  535.         END_EITHER
  536.     OR
  537.         yes(NORWEG, HOUSE_3);
  538.         EITHER    yes(BLUE, HOUSE_2);
  539.         OR    yes(BLUE, HOUSE_4);
  540.         END_EITHER
  541.     END_EITHER
  542.  
  543. /* End of problem-specific data */
  544.  
  545.         solveit();
  546.     OR
  547.         printf("All solutions found\n");
  548.         exit(0);
  549.     END_EITHER
  550. }
  551.  
  552. no(a1, a2)
  553. {
  554.     int    non1, non2, token;
  555.  
  556.     if (Val(a1, a2) == T_YES)
  557.         REJECT;
  558.     else if (Val(a1, a2) == T_UNK) {
  559.         Val(a1, a2) = T_NO;
  560.         no(a2, a1);
  561.         non1 = non2 = -1;
  562.  
  563.         for EVERY_ITEM(token, a1)
  564.             if (Val(token, a2) != T_NO)
  565.                 if (non1 == -1)
  566.                     non1 = token;
  567.                 else
  568.                     break;
  569.         if (non1 == -1)
  570.             REJECT;
  571.         else if (token == CLASS(a1) + NUM_ITEM)
  572.             yes(non1, a2);
  573.  
  574.         for EVERY_TOKEN(token)
  575.             if (Val(token, a1) == T_YES)
  576.                 no(a2, token);
  577.     }
  578. }
  579.  
  580. yes(a1, a2)
  581. {
  582.     int    token;
  583.  
  584.     if (Val(a1, a2) == T_NO)
  585.         REJECT;
  586.     else if (Val(a1, a2) == T_UNK) {
  587.         Val(a1, a2) = T_YES;
  588.         yes(a2, a1);
  589.         for EVERY_ITEM(token, a1)
  590.             if (token != a1)
  591.                 no(token, a2);
  592.         for EVERY_TOKEN(token)
  593.             if (Val(token, a1) == T_YES)
  594.                 yes(a2, token);
  595.             else if (Val(token, a1) == T_NO)
  596.                 no(a2, token);
  597.     }
  598. }
  599.  
  600. solveit()
  601. {
  602.     int    token, tok2;
  603.  
  604.     for EVERY_TOKEN(token)
  605.         for (tok2 = token; tok2 < TOT_TOKEN; tok2++)
  606.             if (Val(token, tok2) == T_UNK) {
  607.                 EITHER
  608.                     yes(token, tok2);
  609.                 OR
  610.                     no(token, tok2);
  611.                 END_EITHER;
  612.                 return solveit();
  613.             }
  614.     printf("Solution:\n");
  615.     for EVERY_ITEM(token, 0) {
  616.         for (tok2 = NUM_ITEM; tok2 < TOT_TOKEN; tok2++)
  617.             if (Val(token, tok2) == T_YES)
  618.                 printf("\t%s %s\n",names[token],names[tok2]);
  619.         printf("\n");
  620.     }
  621.     REJECT;
  622. }
  623.  
  624. ---
  625. james@crc.ricoh.com (James Allen)
  626.  
  627. ==> logic/elimination.p <==
  628. 97 baseball teams participate in an annual state tournament.
  629. The way the champion is chosen for this tournament is by the same old
  630. elimination schedule. That is, the 97 teams are to be divided into
  631. pairs, and the two teams of each pair play against each other.
  632. After a team is eliminated from each pair, the winners would
  633. be again divided into pairs, etc.  How many games must be played
  634. to determine a champion?
  635.  
  636. ==> logic/elimination.s <==
  637. In order to determine a winner all but one team must lose.
  638. Therefore there must be at least 96 games.
  639.  
  640. ==> logic/flip.p <==
  641. How can a toss be called over the phone (without requiring trust)?
  642.  
  643. ==> logic/flip.s <==
  644. A flips a coin.  If the result is heads, A multiplies 2 prime numbers
  645. containing about 90 digits; if the result is tails, A multiplies 3
  646. prime numbers containing about 60 digits.  A tells B the result of the
  647. multiplication.  B now calls either heads or tails and tells A.  A then
  648. supplies B with the original numbers to verify the flip.
  649.  
  650. Consider what is involved in multiplying 90 digit numbers.  Using the method
  651. of long multiplication that we all learned in grade school, you have maybe
  652. 90 or so strings of 90 characters (or "digits") each.  That's no problem for
  653. a computer to deal with.  The magnitude of the number represented isn't
  654. much of a factor; we're only manipulating the string of digits.
  655.  
  656. Consider what is involved in factoring 90 digit numbers.  There are of course,
  657. little tricks for determining factorability by small integers which we all
  658. learned in grade school.  (Is the last digit even?  Is the sum of all the
  659. digits divisible by 9?  And so on.)  But these are of little use in factoring
  660. large numbers with large factors.  In fact, there is no essentially better
  661. method than checking every number smaller that the number to be factored and
  662. seeing if it one divides the other evenly.  We means we could be checking some
  663. 100,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000
  664. nummbers.  This is very hard to do, even for a supercomputer.  Here, the
  665. number of digits this number has is of little consequence.  It is the
  666. magnitude of the number that we have to worry about, and there just isn't 
  667. enough time in the world to do this properly.
  668.  
  669. Where does A find a list of 60- and 90- digit prime numbers?  Well, that's not
  670. to hard to come by.  The simplest method to find a few prime numbers is simply
  671. to choose a 90-digit number (or 60-digit number, as the case warrants)
  672. randomly, and check to see if it is prime.  You won't have to wait too long
  673. before you stumble across a prime number.
  674.  
  675. "But wait!" you cry.  "I thought you just said it was incredibly difficult
  676. to factor large numbers.  If that's the case, then how are you going to know
  677. if the number you randomly choose is prime?"  A good question.  Here we enter
  678. into the strange an wacky world of number theory.  It turns out (and I won't
  679. explain how unless someone asks) there are "probabalistic" algorithms,
  680. which depend on us choosing numbers at random.  There are probablistic
  681. algorithms that when given a prime number, will quickly tell us that it is
  682. a prime number, and when given a composite number, will either tell us that
  683. it is a composite number (with very, very high probability) or will tell us
  684. that it is a prime number (with very, very low probability.)  What's the use
  685. of an algorithm that only returns the right answer "with very, very high
  686. probability?"  Well, we can make this probability as high as we want, just by
  687. running the algorithm longer.  In fact, it is within our technological
  688. abilities to quickly run this algorithm for 90-digit numbers so that the
  689. probability of it giving a wrong answer is less than the probability of a
  690. cosmic ray striking a vital part of the computer at some vital time and causing
  691. the computer to spit out the wrong answer anyway.  That's what I mean by "very,
  692. very high."
  693.  
  694. ==> logic/flowers.p <==
  695. How many flowers do I have if all of them are roses except two, all of
  696. them are tulips except two, and all of them are daisies except two?
  697.  
  698. ==> logic/flowers.s <==
  699. There are two solutions:
  700.  
  701. Three flowers: rose, tulip, daisy
  702. Two flowers:   carnation, geranium
  703.  
  704. ==> logic/friends.p <==
  705. Any group of 6 or more contains either 3 mutual friends or 3 mutual strangers.
  706. Prove it.
  707.  
  708. ==> logic/friends.s <==
  709. Take a person X.  Of the five other people, there must either be at least three
  710. acquaintances of X or at least three strangers of X.  Assume wlog that X has
  711. three strangers A,B,C.  Unless A,B,C is the required triad of acquaintances,
  712. they must include a pair of strangers, wlog A,B.  Then X,A,B is the required
  713. triad of strangers, QED.
  714.  
  715. ==> logic/hofstadter.p <==
  716. In first-order logic, find a predicate P(x) which means "x is a power of 10."
  717.  
  718. ==> logic/hofstadter.s <==
  719. Well, one summer, I decided to tackle the problem. Not having any great
  720. knowledge of number theory, I used a more brute force approach. Note
  721. that for greater comprehensibility, I have broken the resulting formula
  722. up into several stages, but it would not be difficult to put it
  723. back together into one vast formula:
  724.  
  725. {e is prime:}
  726. PRIME(e) := 
  727.    ~Eb:Ec:((b+2)*(c+2) = e)
  728.  
  729. {if e is a prime, true iff a is a power of e:}
  730. PPOWER(a,e) :=
  731.    Ab:Ac:((b*c = a) -> ((b = 1) or (Ed: (e*d) = b)))
  732.  
  733. {if e is a prime, and a is a power of e, true iff d is the
  734.  (log_e a)th digit (counting from the right, starting with 0)
  735.  in the base-e expansion of n:}
  736. DIG(a,e,d,n) :=
  737.    (d < e) & Eb:Ec:((c < a) & (n = (b*e*a) + (d*a) + c))
  738.  
  739. {if e is prime, and a is a power of e, true iff n has exactly
  740.  (log_e a) digits in its base-e expansion (0 is counted as having 0
  741.  digits:}
  742. LENGTH(e,a,n):=
  743.    (n < a) & Ab:((PPOWER(b,e) & (b < a)) -> (b <= n))
  744.  
  745. POWER_OF_TEN(x):=
  746.    Ee:(PRIME(e) & (e > x) &
  747.        En:Ea:(LENGTH(e,a,n) &
  748.               DIG(1,e,1,n) &
  749.               Ai:Aj:Au:(  (PPOWER(u,e) & ((e*u) < a)
  750.                & DIG(u,e,i,n) & DIG(e*u,e,j,n))
  751.                           -> j = (10 * i)  ) &
  752.               Eu:(PPOWER(u,e) & (e*u = a) & DIG(u,e,x,n))
  753.        )     )
  754.  
  755. The basic idea is that you are asserting that for some prime e greater
  756. than x, we can find a number n which, when expressed in base-e notation,
  757. will have 1 in its units place, 10 in its e's place, 100 in its (e^2)'s
  758. place, and in general have the "digit" in each place be 10 times
  759. greater than the one to its right, such that the leftmost digit is our x.
  760.  
  761. To translate into Hofstadter's notation, of course, we must use horse-shoes
  762. instead of ->'s, big carets instead of &'s, letters a through e (followed
  763. by however many ''s) exclusively, and so forth. (We must also replace <'s
  764. and <= with appropriate expansions, and substitute in for our capitalized
  765. formula abbreviations.) This is left as an exercise to the reader.
  766.  
  767. Kevin Wald
  768. wald2@husc.harvard.edu
  769.  
  770. ==> logic/hundred.p <==
  771. A sheet of paper has statements numbered from 1 to 100.  Statement n says
  772. "exactly n of the statements on this sheet are false."  Which statements are
  773. true and which are false?  What if we replace "exactly" by "at least"?
  774.  
  775. ==> logic/hundred.s <==
  776. From _Litton's Problematical Recreations_
  777.  
  778. It is tempting to argue as follows:
  779.  
  780. At most one statement can be true (they are mutually contradictory).
  781. If they are all false, statement 100 would be true, which is no good.
  782. So 99 are false, and statement 99 is true.
  783.  
  784. If replaced by "at least", and the "real" number of false statements is
  785. x, then statements x+1 to 100 will be false (since they falsely claim
  786. that there are more false statements than there actually are). So, 100-x are 
  787. false, ie.  x=100-x, so x=50. The first 50 statements are true, and statements
  788. 51 to 100 are false. 
  789.  
  790. However, there is a hidden and incorrect assumption in this argument.
  791. To see this, suppose that there is one statement on the sheet and it
  792. says "One statement is false"  or "At least one statement is false,"
  793. either way it implies "this statement is false," which is a familiar
  794. paradoxical statement.  We have learned that this paradox arises because
  795. of the false assumption that all statements are either true or false.
  796. This is the hidden assumption in the above reasoning.
  797.  
  798. If it is acknowledged that some of the statements on the page may be
  799. neither true nor false (i.e., meaningless), then nothing whatsoever can
  800. be concluded about which statements are true or false.
  801.  
  802. This problem has been carefully contrived to appear to be solvable (like
  803. the vacuous statement "this statement is true").  By changing the
  804. numbers in some statements and changing "true" to "false," various
  805. circular forms of the liar's paradox can be constructed.  A much
  806. more complicated version of the same problem is:
  807.  
  808.  1) At least one of the last two statements in this list is true.
  809.  
  810.  2) This is either the first true or the first false statement in the
  811.     list.
  812.  
  813.  3) There exist three consecutive false statements.
  814.  
  815.  4) The difference beween the numbers of the last true statement and
  816.     the first true statement is a factor of the unknown number.
  817.  
  818.  5) The sum of the numbers of the true statements is the unknown
  819.     number.
  820.  
  821.  6) This is not the last true statement.
  822.  
  823.  7) Each true statement's number is a factor of the unknown number.
  824.  
  825.  8) The unknown number equals the percentage of these statements which
  826.    are true.
  827.  
  828.  9) The number of different factors which the unknown number has
  829.    (excluding 1 and itself) is more than the sum of the numbers of the
  830.    true statements.
  831.  
  832. 10) There are no three cosecutive true statements.
  833.  
  834. What is the number?
  835.  
  836. The incorrect but plausible solution is:
  837.  
  838. By 2, either way 1 must be false, and then so must both 9 and 10.
  839.  
  840. 6, if false, says "This is the last true statement", which gives
  841. a paradox, thus 6 must be true, and so must 7 and/or 8.
  842.  
  843. 7 and 8 cannot both be true, as the number had to be a multiple
  844. of 6,7,8 , that is a multiple of 168 (by 7), and less than 100 (by 8)
  845.  
  846. If 8 is false, then 3 is true (8,9,10 is false), if 8 is true, then
  847. 3 is false (3 cannot be true when both 6 and 8 are true, then there
  848. are no three consecutive statements left).
  849.  
  850. So we have either
  851.  
  852. A) F X F X X T F T F F
  853. or
  854. B) F X T X X T T F F F
  855.  
  856. In A), 4 and 5 must be true (by false 10), and 2 may be true or false.
  857. So by 5 the number shall be either 27 (2+3+4+5+6+7) or 25 (3+4+5+6+7).
  858. None of these can fullfill 8, though, so A) is out leaving us with B)
  859.  
  860. Now, (by 7) 3,6 and 7 are factors, the number must be a multiple of
  861. 42, as 2+3+4+5+6+7=27, 5 must be false. 
  862.  
  863. By false 10, 2 and 4 must be true, that is 5 shall be a multiple
  864. of the number. Now the number must be a multiple of 2,3,4,5,6 and 7,
  865. that is a multiple of 3*4*5*7=420. 420 has 22 different factors
  866. (2,3,4,5,6,7,10,12,14,15,20,21,28,30,35,42,60,70,84,105,140,210)
  867. and the sum 2+3+4+6+7 = 22, so the only multiple of 420 that
  868. fulfills false 9 is 420.
  869.  
  870. ==> logic/inverter.p <==
  871. Can a digital logic circuit with two inverters invert N independent inputs?
  872. The circuit may contain any number of AND or OR gates.
  873.  
  874. ==> logic/inverter.s <==
  875. It can be shown that N inverters can invert 2^N-1 independent inputs,
  876. given an unlimited supply of AND and OR gates. The classic version of
  877. this puzzle is to invert 3 independent inputs using AND gates, OR
  878. gates, and only 2 inverters.
  879.  
  880. This is solved by:
  881.         n1 = not(i1 and i2 or i1 and i3 or i2 and i3);
  882.         n2 = not((i1 or i2 or i3) and n1  or  i1 and i2 and i3);
  883.         o1 = (i2 or i3 or n2) and n1  or  i2 and i3 and n2;
  884.         o2 = (i1 or i3 or n2) and n1  or  i1 and i3 and n2;
  885.         o3 = (i1 or i2 or n2) and n1  or  i1 and i2 and n2;
  886.  
  887. i1, i2, and i3 are the inputs, n1 and n2 are the inverted signals, and
  888. o1, o2, and o3 are the outputs.  "and" has higher precedence than "or".
  889.  
  890. So, start with N inverters.  Replace 3 of them with 2.
  891. Keep doing that until you're down to 2 inverters.
  892.  
  893. I was skeptical at first, because such a design requires so much feedback
  894. that I was sure the system would oscillate when switching between two
  895. particular states.  But after writing a program to test every possible state 
  896. change (32^2), it appears that this system settles after a maximum of
  897. 3 feedback logic iterations. I did not include gate delays in the simulation,
  898. however, which could increase the number of iterations before the system
  899. settles.
  900.  
  901. In any case, it appears that the world needs only 2 inverters! :-)
  902.  
  903. ==> logic/josephine.p <==
  904. The recent expedition to the lost city of Atlantis discovered scrolls
  905. attributted to the great poet, scholar, philosopher Josephine. They
  906. number eight in all, and here is the first.
  907.  
  908. THE KINGDOM OF MAMAJORCA, WAS RULED BY QUEEN HENRIETTA I. IN MAMAJORCA
  909. WOMEN HAVE TO PASS AN EXTENSIVE LOGIC EXAM BEFORE THEY ARE ALLOWED TO
  910. GET MARRIED. QUEENS DO NOT HAVE TO TAKE THIS EXAM. ALL THE WOMEN IN
  911. MAMAJORCA ARE LOYAL TO THEIR QUEEN AND DO WHATEVER SHE TELLS THEM TO.
  912. THE QUEENS OF MAMAJORCA ARE TRUTHFUL. ALL SHOTS FIRED IN MAMAJORCA CAN
  913. BE HEARD IN EVERY HOUSE. ALL ABOVE FACTS ARE KNOWN TO BE COMMON
  914. KNOWLEDGE.
  915.  
  916. HENRIETTA WAS WORRIED ABOUT THE INFIDELITY OF THE MARRIED MEN IN
  917. MAMAJORCA.  SHE SUMMONED ALL THE WIVES TO THE TOWN SQUARE, AND MADE
  918. THE FOLLOWING ANNOUNCEMENT. "THERE IS AT LEAST ONE UNFAITHFUL HUSBAND
  919. IN MAMAJORCA. ALL WIVES KNOW WHICH HUSBANDS ARE UNFAITHFUL, BUT HAVE
  920. NO KNOWLEDGE ABOUT THE FIDELITY OF THEIR OWN HUSBAND. YOU ARE
  921. FORBIDDEN TO DISCUSS YOUR HUSBAND'S FAITHFULNESS WITH ANY OTHER WOMAN.
  922. IF YOU DISCOVER THAT YOUR HUSBAND IS UNFAITHFUL, YOU MUST SHOOT HIM AT
  923. PRECISELY MIDNIGHT OF THE DAY YOU FIND THAT OUT."
  924.  
  925. THIRTY-NINE SILENT NIGHTS FOLLOWED THE QUEEN'S ANNOUNCEMENT. ON THE
  926. FORTIETH NIGHT, SHOTS WERE HEARD. QUEEN HENRIETTA I IS REVERED IN
  927. MAMAJORCAN HISTORY.
  928.  
  929. As with all philosophers Josephine doesn't provide the question, but leaves
  930. it implicit in his document. So figure out the questions - there are two -
  931. and answer them.
  932.  
  933. Here is Josephine's second scroll.
  934.  
  935. QUEEN HENRIETTA I WAS SUCCEEDED BY DAUGHTER QUEEN HENRIETTA II. AFTER
  936. A WHILE HENRIETTA LIKE HER FAMOUS MOTHER BECAME WORRIED ABOUT THE
  937. INFIDELITY PROBLEM. SHE DECIDED TO ACT, AND SENT A LETTER TO HER
  938. SUBJECTS (WIVES) THAT CONTAINED THE EXACT WORDS OF HENRIETTA I'S
  939. FAMOUS SPEECH.  SHE ADDED THAT THE LETTERS WERE GUARENTEED TO REACH
  940. ALL WIVES EVENTUALLY.
  941.  
  942. QUEEN HENRIETTA II IS REMEMBERED AS A FOOLISH AND UNJUST QUEEN.
  943.  
  944. What is the question and answer implied by this scroll?
  945.  
  946. ==> logic/josephine.s <==
  947. The two questions for scroll #1 were:
  948.  
  949. 1. How many husbands were shot on that fateful night?
  950. 2. Why is Queen Henrietta I revered in Mamajorca?
  951.  
  952. The answers are:
  953.  
  954. If there are n unfaithful husbands (UHs), every wife of an UH knows of
  955. n-1 UH's while every wife of a faithful husband knows of n UHs.  [this
  956. because everyone has perfect information about everything except the
  957. fidelity of their own husband].  Now we do a simple induction: Assume
  958. that there is only one UH.  Then all the wives but one know that there
  959. is just one UH, but the wife of the UH thinks that everyone is
  960. faithful.  Upon hearing that "there is at least one UH", the wife
  961. realizes that the only husband it can be is her own, and so shoots
  962. him.  Now, imagine that there are just two UH's.  Each wife of an UH
  963. assumes that the situation is "only one UH in town" and so waits to
  964. hear the other wife (she knows who it is, of course) shoot her husband
  965. on the first night.  When no one is shot, that can only be because her
  966. OWN husband was a second UH.  The wife of the second UH makes the same
  967. deduction when no shot is fired the first night (she was waiting, and
  968. expecting the other to shoot, too).  So they both figure it out after
  969. the first night, and shoot their husbands the second night.  It is
  970. easy to tidy up the induction to show that the n UHs will all be shot
  971. just on the n'th midnight.
  972.  
  973. The question for scroll #2 is:
  974.  
  975. 3. Why is Queen Henrietta II not?
  976.  
  977. The answer is:
  978.  
  979. The problem now is that QHII didn't realize that it is *critical* that
  980. all of the wives, of faithful and UH's alike, to
  981. *BEGIN*AT*THE*SAME*MOMENT*.  The uncertainty of having a particular
  982. wife's notice come a day or two late makes the whole logic path fall
  983. apart.  That's why she's foolish.  She is unjust, because some wives,
  984. honed and crack logicians all, remember, will *incorrectly* shoot
  985. faithful husbands.  Let us imagine the situation with just a SINGLE UH
  986. in the whole country.  And, wouldn't you know it, the notice to the
  987. wife of the UH just happens to be held up a day, whereas everyone
  988. else's arrived the first day.  Now, all of the wives that got the
  989. notice the first day know that there is just one UH in the country.
  990. And they know that the wife of that UH will think that everyone is
  991. faithful, and so they'll expect her to figure it out and shoot her
  992. husband the first night.  BUT SHE DIDN"T GET THE NOTICE THE FIRST
  993. NIGHT....  BUT THE OTHER WIVES HAVE NO WAY OF KNOWING THAT.  So, the
  994. wife of the UH doesn't know that anything is going on and so (of
  995. course) doesn't do anything the first night.  The next day she gets
  996. the notice, figures it all out, and her husband will be history come
  997. that midnight.  BUT... *every* other wife thought that there should
  998. have been a shooting the first night, and since there wasn't there
  999. must have been an additional UH, and it can only have been _her_
  1000. husband.  So on the second night **ALL** of the husbands are shot.
  1001. Things are much more complicated if the mix of who gets the notice
  1002. when is less simple than the one I mentioned above, but it is always
  1003. wrong and/or tragic.
  1004.  
  1005. NOTE: if the wives *know* that the country courier service (or however
  1006. these things get delivered) is flaky, then they can avoid the
  1007. massacre, but unless the wives exchange notes no one will ever be shot
  1008. (since there is always a chance that rather than _your_ husband being
  1009. an UH, you could reason that it might be that the wife of one of the
  1010. UH's that you know about just hasn't gotten her copy of the scroll
  1011. yet).  I guess you could call this case "unjust", too, since the UH's
  1012. evade punishment, despite the perfect logic of the wives.
  1013.  
  1014. ==> logic/locks.and.boxes.p <==
  1015. You want to send a valuable object to a friend.  You have a box which
  1016. is more than large enough to contain the object.  You have several
  1017. locks with keys.  The box has a locking ring which is more than large enough
  1018. to have a lock attached.  But your friend does not have the key to any
  1019. lock that you have.  How do you do it?  Note that you cannot send a key
  1020. in an unlocked box, since it might be copied.
  1021.  
  1022.  
  1023. ==> logic/locks.and.boxes.s <==
  1024. Attach a lock to the ring.  Send it to her.  She attaches her own lock
  1025. and sends it back.  You remove your lock and send it back to her.  She
  1026. removes her lock.
  1027.  
  1028. ==> logic/min.max.p <==
  1029. In a rectangular array of people, which will be taller, the tallest of the
  1030. shortest people in each column, or the shortest of the tallest people in each row?
  1031.  
  1032. ==> logic/min.max.s <==
  1033. Let T denote shortest of tall
  1034. Let S denote tallest of short
  1035.  
  1036. -------------------------------
  1037. |                             |
  1038. |                             |
  1039. |                S            |
  1040. |                             |
  1041. |                             |
  1042. |    T           X            |
  1043. |                             |
  1044. |                             |
  1045. |                             |
  1046. |                             |
  1047. -------------------------------
  1048.  
  1049. So T >= X >= S.
  1050.  
  1051.  
  1052. ==> logic/mixing.p <==
  1053. Start with a half cup of tea and a half cup of coffee. Take one tablespoon
  1054. of the tea and mix it in with the coffee. Take one tablespoon of this mixture
  1055. and mix it back in with the tea. Which of the two cups contains more of its
  1056. original contents?
  1057.  
  1058. ==> logic/mixing.s <==
  1059. Mixing Liquids
  1060.  
  1061. The two cups end up with the same volume of liquid they started with. The same
  1062. amount of tea was moved to the coffee cup as coffee to the teacup. Therefore
  1063. each cup contains the same amount of its original contents.
  1064.  
  1065. ==> logic/monty.52.p <==
  1066. Monty and Waldo play a game with N closed boxes.  Monty hides a
  1067. dollar in one box; the others are empty.  Monty opens the empty boxes
  1068. one by one.  When there are only two boxes left Waldo opens either box;
  1069. he wins if it contains the dollar.  Prior to each of the N-2 box
  1070. openings Waldo chooses one box and locks it, preventing Monty from opening
  1071. it next.  That box is then unlocked and cannot be so locked twice in a row.
  1072.  
  1073. What are the optimal strategies for Monty and Waldo and what is the
  1074. fair price for Waldo to pay to play the game?
  1075.  
  1076. ==> logic/monty.52.s <==
  1077. The fair price for large N is $0.6321205588285576784; I will offer
  1078. a proof along with optimal strategies.
  1079.  
  1080. Denote the game as G_N().  After (N-M) rounds of play, the game will have
  1081. the same form as G_M().  Depending on the strategies each of the M boxes
  1082. will have a probability p_i of containing the dollar.  Let Waldo lock
  1083. the M'th box (renumbering the boxes if necessary).  Denote the game and
  1084. Waldo's expected winnings in the game by
  1085.         G_M(p_1, p_2, ..., p_M)
  1086. where
  1087.         p_1 + p_2 + ... + p_M = 1
  1088.  
  1089. When
  1090.         p_2 = p_3 = p_4 = ... = p_M
  1091. we adopt the abbreviation
  1092.         G_M(b) = G_M(1 + b - Mb, b, b, b, b, ..., b)
  1093. and note that since probabilities are never negative:
  1094.         1 + b - Mb >= 0, or
  1095.         0 <= b <= 1 / (M-1)
  1096.  
  1097. Various G_M(p_1, p_2, ..., p_M) have difficult solutions but we are asked
  1098. only to solve G_M(1/M) and it turns out we can accomplish this by
  1099. considering only the games
  1100.         G_M(b)  where    1/M  <=  b  <=  1/(M-1)        [1]
  1101. Games of this form will be said to satisfy constraint [1].
  1102.  
  1103. Induction is used for one of the theorems, so we'd better solve G_2 and G_3
  1104. for our basis.
  1105.         G_2(p_1, p_2) = max (p_1, p_2)
  1106.         G_3(p_1, p_2, p_3) = max (p_1 + p_2, p_3)
  1107. since after Monty opens box #1, box #2 will have probability (p_1 + p_2)
  1108. and vice versa.  When the probabilities satisfy constraint [1]: 
  1109.         G_2(b) = G_2(1-b, b) = b
  1110.         G_3(b) = G_3(1-2b, b, b) = 1 - b
  1111.  
  1112. The proof of Theorem 1 is based on the probability p_i that box #i
  1113. contains the dollar.  (Of course this is Waldo's perceived probability:
  1114. Monty's probability would be 0 or 1.)  It may seem wrong for Waldo to
  1115. "forget" the game history and remember only the computed p_i.  For
  1116. example he may have previously locked some but not all of the boxes
  1117. and this fact is ignored except in the calculation of p_i.  Or Monty may
  1118. have some higher level "plan" which mightn't seem to translate directly
  1119. into probabilities.  But probability algebra obeys some simplifying
  1120. linearity rules and, if Monty keeps a "poker face", the probability model
  1121. is the only thing Waldo has to act on.
  1122.  
  1123. Especially paradoxical is the derivation of Waldo's p_i in his trivial
  1124. strategy below: he can adopt inferior but "correct" p_i to simplify the
  1125. analysis.
  1126.  
  1127. Theorem 1)
  1128.     If   b >= 1/M   then
  1129.     G_M(b) = G_[M-1]( (1-b) / (M-2) )
  1130.  
  1131. Proof)
  1132.     We will show that Monty and Waldo each have a strategy in G_M(b) to
  1133.     reduce the game to G_[M-1](b, q, q, ..., q) where q = (1-b) / (M-2)
  1134.     and where the boxes have been renumbered so that box #1 was box #M
  1135.     (the one Waldo locked) from the prior round and the new box #(M-1)
  1136.     is the one Waldo locks next.  Note that if Monty indeed arranges
  1137.     the probability mixture G_[M-1](b, q, q, q, q, ..., q) it won't
  1138.     matter which box Waldo locks (Box #1 has the only non-equal
  1139.     probability but Waldo cannot lock the same box twice in a row);
  1140.     this is a typical property of "saddlepoint" strategy.
  1141.  
  1142.     We will derive the necessary and sufficient condition for Monty to
  1143.     reduce any game G_M(p_1, p_2, p_3, ..., p_M) to a single game with
  1144.     the form G_[M-1](b, q, q, ..., q).  Using the numbering of G_M()
  1145.     let R(i,j) be the joint probability that Box #i contains the dollar
  1146.     and Box #j is opened by Monty in G_M().  We need consider only
  1147.         M >= 3
  1148.     Clearly,
  1149.         R(i, j) >= 0
  1150.         R(i, i) = 0
  1151.         R(i, M) = 0, i < M
  1152.         sum_over_j R(i,j) = p_i
  1153.     and to achieve q_2 = q_3 = ... = q_[M-1] in G_[M-1],
  1154.         R(1, j) = R(k, j)
  1155.             for 1 < j,k < M and j != k
  1156.         R(2, 1) = R(k, 1)
  1157.             for 2 < k < M
  1158.     and to make G_[M-1] be independent of Monty's play
  1159.         R(M, j)/R(1, j) = R(M, 2)/R(1, 2)
  1160.             for 2 < j < M
  1161.         R(M, 2)/R(1, 2) = R(M, 1)/R(2, 1)
  1162.  
  1163.     The above have a simple unique solution:
  1164.         R(i, j) = (1 - p_M) / (M - 2)  - p_j        [2]
  1165.             for i,j < M and i != j
  1166.         R(M, j) = p_M - p_j * p_M / (1 - p_M)        [3]
  1167.             for j < M
  1168.         p_j * (M-2) + p_M <= 1                [4]
  1169.  
  1170.     For the theorem we are given that G_M(b) satisfies constraint [1]
  1171.         1 / M  <=  b  <=  1 / (M - 1)
  1172.     which implies the weaker inequality
  1173.         (M - 3) / (M^2 - 3M + 1)  <=  b  <=  1 / (M - 1)
  1174.     and since for the constraint-[1] compliant G_M()
  1175.         p_j = b   or   p_j = (1+b-Mb)   for all j
  1176.     the inequality [4] follows directly.
  1177.  
  1178.     Hence Monty can transpose G_M(b) into G_[M-1]( (1-b) / (M-2) )
  1179.     whenever b >= 1/M and M >= 3.  (This G_[M-1] also happens to
  1180.     satisfy constraint [1] as needed for the next theorem.)
  1181.  
  1182.     It should be easy to argue that this strategy is optimal for Monty,
  1183.     but we want to derive Waldo's best strategy anyway and if it
  1184.     guarantees the same value we know we're at the "saddlepoint".
  1185.     If Waldo knows Monty has a non-optimal strategy he can take
  1186.     advantage of it, but we will just derive a strategy good enough
  1187.     to achieve the saddle-point value.
  1188.  
  1189.     Monty must transform G_M(b) into some
  1190.         G_[M-1](b, q_2, q_3, ..., q_[M-1])
  1191.     where Waldo has the choice of locking any of boxes #2 through #(M-1).
  1192.     If Waldo locks each of the (M-2) available boxes with probability
  1193.     1/(M-2) it is easily seen that the average probability that he
  1194.     locks the box with the dollar is (1-b) / (M-2) and the probabilities
  1195.     q_2, q_3, ..., q_[M-2] will also have the average value (1-b)/(M-2).
  1196.     If Waldo pretends to "forget" which box he picked before, he can
  1197.     take q_2 = q_3 = ... = (1-b)/(M-2) thereby constructing the same
  1198.     game Monty constructed with his saddlepoint strategy!
  1199.  
  1200.     In the above Waldo in effect "degraded" the accuracy of his
  1201.     probability estimates with the substitutions
  1202.         q_2' = (q_2 + q_3 + ... + q_[M-1]) / (M - 2)
  1203.         q_3' = (q_2 + q_3 + ... + q_[M-1]) / (M - 2)
  1204.           et cetera
  1205.     If Waldo "knows" more than this, he can pretend he doesn't!
  1206.     For example he can ask Monty to secretly shuffle the boxes.
  1207.  
  1208.     Thus either player can reduce
  1209.         G_M(b), b >= 1/M
  1210.     to
  1211.         G_[M-1]((1-b)/(M-2))
  1212.     so this must be the saddlepoint.
  1213.     Q.E.D.
  1214.  
  1215. Theorem 2)
  1216.     If   b >= 1/M   then
  1217.     G_M(b) = 1 - 1/2! + 1/3! - ... - (1-b)(-1)^M/(M-2)!
  1218.         = - sum (-1)^i/i! - (1-b)(-1)^M/(M-2)!
  1219.     where the sum is over i = 1, 2, 3, ..., M-3
  1220.  
  1221. Proof)
  1222.     The proof is by induction.  We know the theorem holds for M = 3
  1223.     and we will assume it holds for (M-1).  Set
  1224.         c = (1-b) / (M-2)
  1225.     We noted earlier that b <= 1/(M-1): otherwise p_1 = (1 + b - Mb)
  1226.     is negative; hence we obtain
  1227.         c = (1-b)/(M-2) >= (1 - 1/(M-1)) / (M-2)
  1228.     or simply
  1229.         c >= 1/(M-1)
  1230.     Thus the condition of the inductive hypothesis is satisfied and
  1231.         G_[M-1](c) = 1 - 1/2! + 1/3! - ... + (1-c)(-1)^M/(M-3)!
  1232.     But from Theorem 1
  1233.         G_M(b) = G_[M-1](c)
  1234.     and from the definition of c,
  1235.         c/(M-3)! = (1-b)/(M-2)!
  1236.     which establishes the theorem.
  1237.  
  1238. Theorem 3)
  1239.     G_M(1/M) = G_M(1/M, ..., 1/M) = 1 - 1/2! + 1/3! - ... -(-1)^M/M!
  1240.  
  1241. Proof)
  1242.     This follows directly from Theorem 2 and the observation that
  1243.         (1/M)/(M-2)! = 1/(M-1)! - 1/M!
  1244.  
  1245. For large M, G_M(1/M) approaches (1 - 1/e).  It will be a little bigger
  1246. when M is odd and a little smaller when M is even.  I've appended the
  1247. numeric values below.
  1248.  
  1249. % dc
  1250. [[Solution for M =]Plb1+pdsb]sy
  1251. 65k1sa1sblyx2sc[la1lc/-dsaplclyx*scla1lc/+dsaplclyx*sclzx]dszx
  1252. Solution for M =2
  1253. 0.50000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
  1254. Solution for M =3
  1255. 0.66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666
  1256. Solution for M =4
  1257. 0.62500000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
  1258. Solution for M =5
  1259. 0.63333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333
  1260. Solution for M =6
  1261. 0.63194444444444444444444444444444444444444444444444444444444444445
  1262. Solution for M =7
  1263. 0.63214285714285714285714285714285714285714285714285714285714285714
  1264. Solution for M =8
  1265. 0.63211805555555555555555555555555555555555555555555555555555555556
  1266. Solution for M =9
  1267. 0.63212081128747795414462081128747795414462081128747795414462081129
  1268. Solution for M =10
  1269. 0.63212053571428571428571428571428571428571428571428571428571428572
  1270.     . . .
  1271. Solution for M =52
  1272. 0.63212055882855767840447622983853913255418886896823216549216319831
  1273.  
  1274. P. S. There are related unsolved problems:
  1275. (a) what about G_M(p_1, p_2, ..., p_M) that do not fit the pattern used
  1276. in the above solution?
  1277. (b) what if two boxes contain dollars?  (first, what should the rules be?)
  1278.  
  1279. -- james@crc.ricoh.com (James Allen)
  1280.  
  1281. ==> logic/number.p <==
  1282. Mr. S. and Mr. P. are both perfect logicians, being able to correctly deduce
  1283. any truth from any set of axioms.  Two integers (not necessarily unique) are
  1284. somehow chosen such that each is within some specified range.  Mr. S.
  1285. is given the sum of these two integers; Mr. P. is given the product of these
  1286. two integers.  After receiving these numbers, the two logicians do not
  1287. have any communication at all except the following dialogue:
  1288. <<1>>   Mr. P.:  I do not know the two numbers.
  1289. <<2>>   Mr. S.:  I knew that you didn't know the two numbers.
  1290. <<3>>   Mr. P.:  Now I know the two numbers.
  1291. <<4>>   Mr. S.:  Now I know the two numbers.
  1292.  
  1293. Given that the above statements are absolutely truthful, what are the two
  1294. numbers?
  1295.  
  1296. ==> logic/number.s <==
  1297. The answer depends upon the ranges from which the numbers are chosen.
  1298.  
  1299. The unique solution for the ranges [2,62] through [2,500+] is:
  1300.  
  1301.   SUM   PRODUCT   X   Y
  1302.    17      52     4  13
  1303.  
  1304. The unique solution for the ranges [3,94] through [3,500+] is:
  1305.  
  1306.   SUM   PRODUCT   X   Y
  1307.    29     208    13  16
  1308.  
  1309. There are no unique solutions for the ranges starting with 1,
  1310. and there are no solutions for ranges starting with numbers above 3.
  1311.  
  1312. A program to compute the possible pairs is included below.
  1313.  
  1314. #include <stdio.h>
  1315.  
  1316. /*
  1317.  
  1318. BEGINNING OF PROBLEM STATEMENT:
  1319. Mr. S. and Mr. P. are both perfect logicians, being able to correctly deduce
  1320. any truth from any set of axioms.  Two integers (not necessarily unique) are
  1321. somehow chosen such that each is within some specified range.  Mr. S.
  1322. is given the sum of these two integers; Mr. P. is given the product of these
  1323. two integers.  After receiving these numbers, the two logicians do not
  1324. have any communication at all except the following dialogue:
  1325. <<1>>   Mr. P.:  I do not know the two numbers.
  1326. <<2>>   Mr. S.:  I knew that you didn't know the two numbers.
  1327. <<3>>   Mr. P.:  Now I know the two numbers.
  1328. <<4>>   Mr. S.:  Now I know the two numbers.
  1329.  
  1330. Given that the above statements are absolutely truthful, what are the two
  1331. numbers?
  1332.  
  1333. END OF PROBLEM STATEMENT
  1334.  
  1335.  */
  1336.  
  1337. #define SMALLEST_MIN    1
  1338. #define LARGEST_MIN    10
  1339. #define SMALLEST_MAX    50
  1340. #define LARGEST_MAX    500
  1341.  
  1342. long P[(LARGEST_MAX + 1) * (LARGEST_MAX + 1)];        /* products */
  1343. long S[(LARGEST_MAX + 1) + (LARGEST_MAX + 1)];        /*   sums   */
  1344.  
  1345. find(long min, long max)
  1346. {
  1347.     long i, j;
  1348.     /*
  1349.      *    count factorizations in P[]
  1350.      *    all P[n] > 1 satisfy <<1>>.
  1351.      */
  1352.     for(i = 0; i <= max * max; ++i)
  1353.         P[i] = 0;
  1354.  
  1355.     for(i = min; i <= max; ++i)
  1356.         for(j = i; j <= max; ++j)
  1357.             ++P[i * j];
  1358.  
  1359.     /*
  1360.      *    decompose possible SUMs and check factorizations
  1361.      *        all S[n] == min - 1 satisfy <<2>>.
  1362.      */
  1363.     for(i = min + min; i <= max + max; ++i) {
  1364.  
  1365.         for(j = i / 2; j >= min; --j)
  1366.             if(P[j * (i - j)] < 2)
  1367.                 break;
  1368.  
  1369.         S[i] = j;
  1370.     }
  1371.  
  1372.     /*
  1373.      *    decompose SUMs which satisfy <<2>> and see which products
  1374.      *    they produce.  All (P[n] / 1000 == 1) satisfy <<3>>.
  1375.      */
  1376.     for(i = min + min; i <= max + max; ++i)
  1377.         if(S[i] == min - 1)
  1378.             for(j = i / 2; j >= min; --j)
  1379.                 if(P[j * (i - j)] > 1)
  1380.                     P[j * (i - j)] += 1000;
  1381.     /*
  1382.      *    decompose SUMs which satisfy <<2>> again and see which products
  1383.      *    satisfy <<3>>.  Any (S[n] == 999 + min) satisfies <<4>>
  1384.      */
  1385.     for(i = min + min; i <= max + max; ++i)
  1386.         if(S[i] == min - 1)
  1387.             for(j = i / 2; j >= min; --j)
  1388.                 if(P[j * (i - j)] / 1000 == 1)
  1389.                     S[i] += 1000;
  1390.     /*
  1391.      *    find the answer(s) and print them
  1392.      */
  1393.     printf("[%d,%d]\n",min,max);
  1394.     for(i = min + min; i <= max + max; ++i)
  1395.         if(S[i] == 999 + min)
  1396.             for(j = i / 2; j >= min; --j)
  1397.                 if(P[j * (i - j)] / 1000 == 1)
  1398.                     printf("{ %d %d }: S = %d, P = %d\n",
  1399.                         i - j, j, i, (i - j)  * j);
  1400. }
  1401.  
  1402. main()
  1403. {
  1404.     long min, max;
  1405.  
  1406.     for (min = SMALLEST_MIN; min <= LARGEST_MIN; min ++)
  1407.         for (max = SMALLEST_MAX; max <= LARGEST_MAX; max++)
  1408.         find(min,max);
  1409. }
  1410.  
  1411. -------------------------------------------------------------------------
  1412. =            Jeff Kenton    (617) 894-4508            =
  1413. =                jkenton@world.std.com            =
  1414. -------------------------------------------------------------------------
  1415. Newsgroups: rec.puzzles,news.answers,rec.answers
  1416. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!spool.mu.edu!sdd.hp.com!swrinde!cs.utexas.edu!uunet!questrel!chris
  1417. From: chris@questrel.com (Chris Cole)
  1418. Subject: rec.puzzles Archive (logic), part 23 of 35
  1419. Message-ID: <puzzles/archive/logic/part2_745653851@questrel.com>
  1420. Followup-To: rec.puzzles
  1421. Summary: This is part of an archive of questions
  1422.  and answers that may be of interest to
  1423.  puzzle enthusiasts.
  1424.  Part 1 contains the index to the archive.
  1425.  Read the rec.puzzles FAQ for more information.
  1426. Sender: chris@questrel.com (Chris Cole)
  1427. Reply-To: archive-comment@questrel.com
  1428. Organization: Questrel, Inc.
  1429. References: <puzzles/archive/Instructions_745653851@questrel.com>
  1430. Date: Wed, 18 Aug 1993 06:06:12 GMT
  1431. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  1432. Expires: Thu, 1 Sep 1994 06:04:11 GMT
  1433. Lines: 929
  1434. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.puzzles:25018 news.answers:11538 rec.answers:1938
  1435.  
  1436. Archive-name: puzzles/archive/logic/part2
  1437. Last-modified: 17 Aug 1993
  1438. Version: 4
  1439.  
  1440.  
  1441. ==> logic/riddle.p <==
  1442. Who makes it, has no need of it.  Who buys it, has no use for it.  Who
  1443. uses it can neither see nor feel it.
  1444.  
  1445.  
  1446. Tell me what a dozen rubber trees with thirty boughs on each might be?
  1447.  
  1448.  
  1449. As I went over London Bridge
  1450. I met my sister Jenny
  1451. I broke her neck and drank her blood
  1452. And left her standing empty
  1453.  
  1454.  
  1455. It is said among my people that some things are improved by death.
  1456. Tell me, what stinks while living, but in death, smells good?
  1457.  
  1458.  
  1459. All right.  Riddle me this:  what goes through the door without
  1460. pinching itself?  What sits on the stove without burning itself?  What
  1461. sits on the table and is not ashamed?
  1462.  
  1463.  
  1464. What work is it that the faster you work, the longer it is before
  1465. you're done, and the slower you work, the sooner you're finished?
  1466.  
  1467.  
  1468. Whilst I was engaged in sitting I spied the dead carrying the living.
  1469.  
  1470.  
  1471. I know a word of letters three.  Add two, and fewer there will be.
  1472.  
  1473.  
  1474. I give you a group of three.  One is sitting down, and will never get
  1475. up.  The second eats as much as is given to him, yet is always hungry.
  1476. The third goes away and never returns.
  1477.  
  1478.  
  1479. Whoever makes it, tells it not.  Whoever takes it, knows it not.  And
  1480. whoever knows it wants it not.
  1481.  
  1482.  
  1483. Two words, my answer is only two words.
  1484. To keep me, you must give me.
  1485.  
  1486.  
  1487. Sir, I bear a rhyme excelling
  1488. In mystic force and magic spelling
  1489. Celestial sprites elucidate
  1490. All my own striving can't relate
  1491.  
  1492.  
  1493. There is not wind enough to twirl
  1494. That one red leaf, nearest of its clan,
  1495. Which dances as often as dance it can.
  1496.  
  1497.  
  1498. Half-way up the hill, I see thee at last
  1499. Lying beneath me with thy sounds and sights --
  1500. A city in the twilight, dim and vast,
  1501. With smoking roofs, soft bells, and gleaming lights.
  1502.  
  1503.  
  1504. I am, in truth, a yellow fork
  1505. From tables in the sky
  1506. By inadvertent fingers dropped
  1507. The awful cutlery.
  1508. Of mansions never quite disclosed
  1509. And never quite concealed
  1510. The apparatus of the dark
  1511. To ignorance revealed.
  1512.  
  1513.  
  1514. Many-maned scud-thumper,
  1515. Maker of worn wood,
  1516. Shrub-ruster,
  1517. Sky-mocker,
  1518. Rave!
  1519.  
  1520.  
  1521. Make me thy lyre, even as the forests are.
  1522. What if my leaves fell like its own --
  1523. The tumult of thy mighty harmonies
  1524. Will take from both a deep autumnal tone.
  1525.  
  1526.  
  1527. This darksome burn, horseback brown,
  1528. His rollock highroad roaring down,
  1529. In coop and in comb the fleece of his foam
  1530. Flutes and low to the body falls home.
  1531.  
  1532.  
  1533. I've measured it from side to side,
  1534. 'Tis three feet long and two feet wide.
  1535. It is of compass small, and bare
  1536. To thirsty suns and parching air.
  1537.  
  1538.  
  1539. My love, when I gaze on thy beautiful face,
  1540. Careering along, yet always in place --
  1541. The thought has often come into my mind
  1542. If I ever shall see thy glorious behind.
  1543.  
  1544.  
  1545. Then all thy feculent majesty recalls
  1546. The nauseous mustiness of forsaken bowers,
  1547. The leprous nudity of deserted halls --
  1548. The positive nastiness of sullied flowers.
  1549. And I mark the colours, yellow and black,
  1550. That fresco thy lithe, dictatorial thighs.
  1551.  
  1552.  
  1553. When young, I am sweet in the sun.
  1554. When middle-aged, I make you gay.
  1555. When old, I am valued more than ever.
  1556.  
  1557.  
  1558. I am always hungry,
  1559. I must always be fed,
  1560. The finger I lick
  1561. Will soon turn red.
  1562.  
  1563.  
  1564. All about, but cannot be seen,
  1565. Can be captured, cannot be held,
  1566. No throat, but can be heard.
  1567.  
  1568.  
  1569. I am only useful
  1570. When I am full,
  1571. Yet I am always
  1572. Full of holes.
  1573.  
  1574.  
  1575. If you break me
  1576. I do not stop working,
  1577. If you touch me
  1578. I may be snared,
  1579. If you lose me
  1580. Nothing will matter.
  1581.  
  1582.  
  1583. If a man carried my burden
  1584. He would break his back.
  1585. I am not rich,
  1586. But leave silver in my track.
  1587.  
  1588.  
  1589. Until I am measured
  1590. I am not known,
  1591. Yet how you miss me
  1592. When I have flown.
  1593.  
  1594.  
  1595. I drive men mad
  1596. For love of me,
  1597. Easily beaten,
  1598. Never free.
  1599.  
  1600.  
  1601. When set loose
  1602. I fly away,
  1603. Never so cursed
  1604. As when I go astray.
  1605.  
  1606.  
  1607. I go around in circles
  1608. But always straight ahead,
  1609. Never complain
  1610. No matter where I am led.
  1611.  
  1612.  
  1613. Lighter than what
  1614. I am made of,
  1615. More of me is hidden
  1616. Than is seen.
  1617.  
  1618.  
  1619. I turn around once,
  1620. What is out will not get in.
  1621. I turn around again,
  1622. What is in will not get out.
  1623.  
  1624.  
  1625. Each morning I appear
  1626. To lie at your feet,
  1627. All day I will follow
  1628. No matter how fast you run,
  1629. Yet I nearly perish
  1630. In the midday sun.
  1631.  
  1632.  
  1633. Weight in my belly,
  1634. Trees on my back,
  1635. Nails in my ribs,
  1636. Feet I do lack.
  1637.  
  1638.  
  1639. Bright as diamonds,
  1640. Loud as thunder,
  1641. Never still,
  1642. A thing of wonder.
  1643.  
  1644.  
  1645. My life can be measured in hours,
  1646. I serve by being devoured.
  1647. Thin, I am quick
  1648. Fat, I am slow
  1649. Wind is my foe.
  1650.  
  1651.  
  1652. To unravel me
  1653. You need a simple key,
  1654. No key that was made
  1655. By locksmith's hand,
  1656. But a key that only I
  1657. Will understand.
  1658.  
  1659.  
  1660. I am seen in the water
  1661. If seen in the sky,
  1662. I am in the rainbow,
  1663. A jay's feather,
  1664. And lapis lazuli.
  1665.  
  1666.  
  1667. Glittering points
  1668. That downward thrust,
  1669. Sparkling spears
  1670. That never rust.
  1671.  
  1672.  
  1673. You heard me before,
  1674. Yet you hear me again,
  1675. Then I die,
  1676. 'Till you call me again.
  1677.  
  1678.  
  1679. Three lives have I.
  1680. Gentle enough to soothe the skin,
  1681. Light enough to caress the sky,
  1682. Hard enough to crack rocks.
  1683.  
  1684.  
  1685. You can see nothing else
  1686. When you look in my face,
  1687. I will look you in the eye
  1688. And I will never lie.
  1689.  
  1690.  
  1691. Lovely and round,
  1692. I shine with pale light,
  1693. grown in the darkness,
  1694. A lady's delight.
  1695.  
  1696.  
  1697. At the sound of me, men may dream
  1698. Or stamp their feet
  1699. At the sound of me, women may laugh
  1700. Or sometimes weep
  1701.  
  1702.  
  1703. When I am filled
  1704. I can point the way,
  1705. When I am empty
  1706. Nothing moves me,
  1707. I have two skins
  1708. One without and one within.
  1709.  
  1710.  
  1711. My tines be long,
  1712. My tines be short
  1713. My tines end ere
  1714. My first report.
  1715. What am I?
  1716.  
  1717.  
  1718. With thieves I consort,
  1719. With the vilest, in short,
  1720.   I'm quite at ease in depravity;
  1721. Yet all divines use me,
  1722. And savants can't lose me,
  1723.   For I am the center of gravity.
  1724.  
  1725.  
  1726. As a whole, I am both safe and secure.
  1727. Behead me, and I become a place of meeting.
  1728. Behead me again, and I am the partner of ready.
  1729. Restore me, and I become the domain of beasts.
  1730. What am I?
  1731.  
  1732.  
  1733. I sought my first in starry skies
  1734.   Where shines the April sun;
  1735. My second came before my eyes,
  1736.   And warned me to be done.
  1737.  
  1738. 'Tis very hard to lose one's sight;
  1739.   I'm blind as bat or mole;
  1740. Once hills and fields were my delight,
  1741.   Now I'm no more my whole.
  1742.  
  1743.  
  1744. My first is high,
  1745.   My second damp,
  1746. My whole a tie,
  1747.   A writer's cramp.
  1748.  
  1749.  
  1750. A hundred and one
  1751.   by fifty divide,
  1752. And if a cipher
  1753.   is rightly applied,
  1754. The answer is one from nine.
  1755.  
  1756.  
  1757. What does man love more than life
  1758. Fear more than death or mortal strife
  1759. What the poor have, the rich require,
  1760. and what contented men desire,
  1761. What the miser spends and the spendthrift saves 
  1762. And all men carry to their graves?
  1763.  
  1764.  
  1765. I build up castles.
  1766. I tear down mountains.
  1767. I make some men blind,
  1768. I help others to see.
  1769.     What am I?
  1770.  
  1771.  
  1772. Ripped from my mother's womb,
  1773. Beaten and burned,
  1774. I become a blood-thirsty slayer
  1775.     What am I?
  1776.  
  1777.  
  1778. Five hundred begins it, five hundred ends it,
  1779. Five in the middle is seen;
  1780. First of all figures, the first of all letters,
  1781. Take up their stations between.
  1782. Join all together, and then you will bring
  1783. Before you the name of an eminent king.
  1784.  
  1785. ==> logic/riddle.s <==
  1786. Who makes it, has no need of it.  Who buys it, has no use for it.  Who
  1787. uses it can neither see nor feel it.
  1788.  
  1789. coffin
  1790.  
  1791. Tell me what a dozen rubber trees with thirty boughs on each might be?
  1792.  
  1793. months of the year
  1794.  
  1795. As I went over London Bridge
  1796. I met my sister Jenny
  1797. I broke her neck and drank her blood
  1798. And left her standing empty
  1799.  
  1800. gin
  1801.  
  1802. It is said among my people that some things are improved by death.
  1803. Tell me, what stinks while living, but in death, smells good?
  1804.  
  1805. pig
  1806.  
  1807. All right.  Riddle me this:  what goes through the door without
  1808. pinching itself?  What sits on the stove without burning itself?  What
  1809. sits on the table and is not ashamed?
  1810.  
  1811. the sun
  1812.  
  1813. What work is it that the faster you work, the longer it is before
  1814. you're done, and the slower you work, the sooner you're finished?
  1815.  
  1816. roasting meat on a spit
  1817.  
  1818. Whilst I was engaged in sitting I spied the dead carrying the living.
  1819.  
  1820. a ship
  1821.  
  1822. I know a word of letters three.  Add two, and fewer there will be.
  1823.  
  1824. 'few'
  1825.  
  1826. I give you a group of three.  One is sitting down, and will never get
  1827. up.  The second eats as much as is given to him, yet is always hungry.
  1828. The third goes away and never returns.
  1829.  
  1830. stove, fire, and smoke
  1831.  
  1832. Whoever makes it, tells it not.  Whoever takes it, knows it not.  And
  1833. whoever knows it wants it not.
  1834.  
  1835. counterfeit money
  1836.  
  1837. Two words, my answer is only two words.
  1838. To keep me, you must give me.
  1839.  
  1840. your word
  1841.  
  1842. Sir, I bear a rhyme excelling
  1843. In mystic force and magic spelling
  1844. Celestial sprites elucidate
  1845. All my own striving can't relate
  1846.  
  1847. Pi (digits given by length of words)
  1848.  
  1849. There is not wind enough to twirl
  1850. That one red leaf, nearest of its clan,
  1851. Which dances as often as dance it can.
  1852.  
  1853. the sun, Samuel Taylor Coleridge
  1854.  
  1855. Half-way up the hill, I see thee at last
  1856. Lying beneath me with thy sounds and sights --
  1857. A city in the twilight, dim and vast,
  1858. With smoking roofs, soft bells, and gleaming lights.
  1859.  
  1860. the past, Longfellow
  1861.  
  1862. I am, in truth, a yellow fork
  1863. From tables in the sky
  1864. By inadvertent fingers dropped
  1865. The awful cutlery.
  1866. Of mansions never quite disclosed
  1867. And never quite concealed
  1868. The apparatus of the dark
  1869. To ignorance revealed.
  1870.  
  1871. lightning, Emily Dickinson
  1872.  
  1873. Many-maned scud-thumper,
  1874. Maker of worn wood,
  1875. Shrub-ruster,
  1876. Sky-mocker,
  1877. Rave!
  1878. Portly pusher,
  1879. Wind-slave.
  1880.  
  1881. the ocean, John Updike
  1882.  
  1883. Make me thy lyre, even as the forests are.
  1884. What if my leaves fell like its own --
  1885. The tumult of thy mighty harmonies
  1886. Will take from both a deep autumnal tone.
  1887.  
  1888. the west wind, Percy Bysshe Shelley
  1889.  
  1890. This darksome burn, horseback brown,
  1891. His rollock highroad roaring down,
  1892. In coop and in comb the fleece of his foam
  1893. Flutes and low to the body falls home.
  1894.  
  1895. river, Gerard Manley Hopkins
  1896.  
  1897. I've measured it from side to side,
  1898. 'Tis three feet long and two feet wide.
  1899. It is of compass small, and bare
  1900. To thirsty suns and parching air.
  1901.  
  1902. the grave of a child, Wordsworth
  1903.  
  1904. My love, when I gaze on thy beautiful face,
  1905. Careering along, yet always in place --
  1906. The thought has often come into my mind
  1907. If I ever shall see thy glorious behind.
  1908.  
  1909. the moon, Sir Edmund Gosse
  1910.  
  1911. Then all thy feculent majesty recalls
  1912. The nauseous mustiness of forsaken bowers,
  1913. The leprous nudity of deserted halls --
  1914. The positive nastiness of sullied flowers.
  1915. And I mark the colours, yellow and black,
  1916. That fresco thy lithe, dictatorial thighs.
  1917.  
  1918. spider, Francis Saltus Saltus
  1919.  
  1920. When young, I am sweet in the sun.
  1921. When middle-aged, I make you gay.
  1922. When old, I am valued more than ever.
  1923.  
  1924. wine
  1925.  
  1926. I am always hungry,
  1927. I must always be fed,
  1928. The finger I lick
  1929. Will soon turn red.
  1930.  
  1931. fire
  1932.  
  1933. All about, but cannot be seen,
  1934. Can be captured, cannot be held,
  1935. No throat, but can be heard.
  1936.  
  1937. wind
  1938.  
  1939. I am only useful
  1940. When I am full,
  1941. Yet I am always
  1942. Full of holes.
  1943.  
  1944. sieve (or sponge)
  1945.  
  1946. If you break me
  1947. I do not stop working,
  1948. If you touch me
  1949. I may be snared,
  1950. If you lose me
  1951. Nothing will matter.
  1952.  
  1953. heart
  1954.  
  1955. If a man carried my burden
  1956. He would break his back.
  1957. I am not rich,
  1958. But leave silver in my track.
  1959.  
  1960. snail
  1961.  
  1962. Until I am measured
  1963. I am not known,
  1964. Yet how you miss me
  1965. When I have flown.
  1966.  
  1967. time
  1968.  
  1969. I drive men mad
  1970. For love of me,
  1971. Easily beaten,
  1972. Never free.
  1973.  
  1974. gold
  1975.  
  1976. When set loose
  1977. I fly away,
  1978. Never so cursed
  1979. As when I go astray.
  1980.  
  1981. a fart
  1982.  
  1983. I go around in circles
  1984. But always straight ahead,
  1985. Never complain
  1986. No matter where I am led.
  1987.  
  1988. wagon wheel
  1989.  
  1990. Lighter than what
  1991. I am made of,
  1992. More of me is hidden
  1993. Than is seen.
  1994.  
  1995. iceberg
  1996.  
  1997. I turn around once,
  1998. What is out will not get in.
  1999. I turn around again,
  2000. What is in will not get out.
  2001.  
  2002. stopcock
  2003.  
  2004. Each morning I appear
  2005. To lie at your feet,
  2006. All day I will follow
  2007. No matter how fast you run,
  2008. Yet I nearly perish
  2009. In the midday sun.
  2010.  
  2011. shadow
  2012.  
  2013. Weight in my belly,
  2014. Trees on my back,
  2015. Nails in my ribs,
  2016. Feet I do lack.
  2017.  
  2018. ship
  2019.  
  2020. Bright as diamonds,
  2021. Loud as thunder,
  2022. Never still,
  2023. A thing of wonder.
  2024.  
  2025. waterfall? (fireworks?)
  2026.  
  2027. My life can be measured in hours,
  2028. I serve by being devoured.
  2029. Thin, I am quick
  2030. Fat, I am slow
  2031. Wind is my foe.
  2032.  
  2033. candle
  2034.  
  2035. To unravel me
  2036. You need a simple key,
  2037. No key that was made
  2038. By locksmith's hand,
  2039. But a key that only I
  2040. Will understand.
  2041.  
  2042. cipher
  2043.  
  2044. I am seen in the water
  2045. If seen in the sky,
  2046. I am in the rainbow,
  2047. A jay's feather,
  2048. And lapis lazuli.
  2049.  
  2050. blue
  2051.  
  2052. Glittering points
  2053. That downward thrust,
  2054. Sparkling spears
  2055. That never rust.
  2056.  
  2057. icicle
  2058.  
  2059. You heard me before,
  2060. Yet you hear me again,
  2061. Then I die,
  2062. 'Till you call me again.
  2063.  
  2064. echo
  2065.  
  2066. Three lives have I.
  2067. Gentle enough to soothe the skin,
  2068. Light enough to caress the sky,
  2069. Hard enough to crack rocks.
  2070.  
  2071. water
  2072.  
  2073. You can see nothing else
  2074. When you look in my face,
  2075. I will look you in the eye
  2076. And I will never lie.
  2077.  
  2078. your reflection
  2079.  
  2080. Lovely and round,
  2081. I shine with pale light,
  2082. grown in the darkness,
  2083. A lady's delight.
  2084.  
  2085. pearl
  2086.  
  2087. At the sound of me, men may dream
  2088. Or stamp their feet
  2089. At the sound of me, women may laugh
  2090. Or sometimes weep
  2091.  
  2092. music
  2093.  
  2094. When I am filled
  2095. I can point the way,
  2096. When I am empty
  2097. Nothing moves me,
  2098. I have two skins
  2099. One without and one within.
  2100.  
  2101. glove
  2102.  
  2103. My tines be long,
  2104. My tines be short
  2105. My tines end ere
  2106. My first report.
  2107. What am I?
  2108.  
  2109. lightning
  2110.  
  2111. With thieves I consort,
  2112. With the vilest, in short,
  2113.   I'm quite at ease in depravity;
  2114. Yet all divines use me,
  2115. And savants can't lose me,
  2116.   For I am the center of gravity.
  2117.  
  2118. The letter 'v'.
  2119.  
  2120. As a whole, I am both safe and secure.
  2121. Behead me, and I become a place of meeting.
  2122. Behead me again, and I am the partner of ready.
  2123. Restore me, and I become the domain of beasts.
  2124. What am I?
  2125.  
  2126. stable
  2127.  
  2128. I sought my first in starry skies
  2129.   Where shines the April sun;
  2130. My second came before my eyes,
  2131.   And warned me to be done.
  2132.  
  2133. 'Tis very hard to lose one's sight;
  2134.   I'm blind as bat or mole;
  2135. Once hills and fields were my delight,
  2136.   Now I'm no more my whole.
  2137.  
  2138. ?
  2139.  
  2140. My first is high,
  2141.   My second damp,
  2142. My whole a tie,
  2143.   A writer's cramp.
  2144.  
  2145. ?
  2146.  
  2147. A hundred and one
  2148.   by fifty divide,
  2149. And if a cipher
  2150.   is rightly applied,
  2151. The answer is one from nine.
  2152.  
  2153. ?
  2154.  
  2155. What does man love more than life
  2156. Fear more than death or mortal strife
  2157. What the poor have, the rich require,
  2158. and what contented men desire,
  2159. What the miser spends and the spendthrift saves 
  2160. And all men carry to their graves?
  2161.  
  2162. nothing
  2163.  
  2164. I build up castles.
  2165. I tear down mountains.
  2166. I make some men blind,
  2167. I help others to see.
  2168.     What am I?
  2169.  
  2170. sand
  2171.  
  2172. Ripped from my mother's womb,
  2173. Beaten and burned,
  2174. I become a blood-thirsty slayer
  2175.     What am I?
  2176.  
  2177. ?
  2178.  
  2179. Five hundred begins it, five hundred ends it,
  2180. Five in the middle is seen;
  2181. First of all figures, the first of all letters,
  2182. Take up their stations between.
  2183. Join all together, and then you will bring
  2184. Before you the name of an eminent king.
  2185.  
  2186. DAVID (Roman numerals)
  2187.  
  2188. ==> logic/river.crossing.p <==
  2189. Three humans, one big monkey and two small monkeys are to cross a river:
  2190.      a) Only humans and the big monkey can row the boat.
  2191.      b) At all times, the number of human on either side of the
  2192.         river must be GREATER OR EQUAL to the number of monkeys
  2193.         on THAT side. ( Or else the humans will be eaten by the monkeys!)
  2194.  
  2195. ==> logic/river.crossing.s <==
  2196. The three columns represent the left bank, the boat, and the right bank
  2197. respectively. The < or > indicates the direction of motion of the boat.
  2198.  
  2199. HHHMmm    .    .
  2200. HHHm    Mm>    .
  2201. HHHm    <M    m
  2202. HHH    Mm>    m
  2203. HHH    <M    mm
  2204. HM    HH>    mm
  2205. HM    <Hm    Hm
  2206. Hm    HM>    Hm
  2207. Hm    <Hm    HM
  2208. mm    HH>    HM
  2209. mm    <M    HHH
  2210. m    Mm>    HHH
  2211. m    <M    HHHm
  2212. .    Mm>    HHHm
  2213. .    .    HHHMmm
  2214.  
  2215. ==> logic/ropes.p <==
  2216. Two fifty foot ropes are suspended from a forty foot ceiling, about
  2217. twenty feet apart.  Armed with only a knife, how much of the rope can
  2218. you steal?
  2219.  
  2220. ==> logic/ropes.s <==
  2221. Almost all of it.  Tie the ropes together.  Climb up one of them.  Tie
  2222. a loop in it as close as possible to the ceiling.  Cut it below the
  2223. loop.  Run the rope through the loop and tie it to your waist.  Climb
  2224. the other rope (this may involve some swinging action).  Pull the rope
  2225. going through the loop tight and cut the other rope as close as
  2226. possible to the ceiling.  You will swing down on the rope through the
  2227. loop.  Lower yourself to the ground by letting out rope.  Pull the
  2228. rope through the loop.  You will have nearly all the rope.
  2229.  
  2230. ==> logic/same.street.p <==
  2231. Sally and Sue have a strong desire to date Sam.  They all live on the
  2232. same street yet neither Sally or Sue know where Sam lives.  The houses
  2233. on this street are numbered 1 to 99.
  2234.  
  2235. Sally asks Sam "Is your house number a perfect square?".  He answers.
  2236. Then Sally asks "Is is greater than 50?".  He answers again.
  2237.  
  2238. Sally thinks she now knows the address of Sam's house and decides to
  2239. visit.
  2240.  
  2241. When she gets there, she finds out she is wrong.  This is not
  2242. surprising, considering Sam answered only the second question
  2243. truthfully.
  2244.  
  2245. Sue, unaware of Sally's conversation, asks Sam two questions.
  2246. Sue asks "Is your house number a perfect cube?".  He answers.
  2247. She then asks "Is it greater than 25?".  He answers again.
  2248.  
  2249. Sue thinks she knows where Sam lives and decides to pay him a visit.
  2250. She too is mistaken as Sam once again answered only the second 
  2251. question truthfully.
  2252.  
  2253. If I tell you that Sam's number is less than Sue's or Sally's,
  2254. and that the sum of their numbers is a perfect square multiplied
  2255. by two, you should be able to figure out where all three of them
  2256. live.
  2257.  
  2258. ==> logic/same.street.s <==
  2259. Sally asks Sam "Is your house number a perfect square?".  He answers.
  2260. Then Sally asks "Is is greater than 50?".  He answers again.
  2261.  
  2262. Sally thinks she now knows the address of Sam's house and decides to
  2263. visit.
  2264.  
  2265.     Since Sally thinks that she has enough information, I deduce
  2266.     that Sam answered that his house number was a perfect square
  2267.     greater than 50.  There are two of these {64,81} and Sally must
  2268.     live in one of them in order to have decided she knew where Sam
  2269.     lives.
  2270.  
  2271. When she gets there, she finds out she is wrong.  This is not
  2272. surprising, considering Sam answered only the second question
  2273. truthfully.
  2274.  
  2275.     So Sam's house number is greater than 50, but not a perfect
  2276.     square.
  2277.  
  2278. Sue, unaware of Sally's conversation, asks Sam two questions.
  2279. Sue asks "Is your house number a perfect cube?".  He answers.
  2280. She then asks "Is it greater than 25?".  He answers again.
  2281.  
  2282.     Observation: perfect cubes greater than 25 are {27, 64}, less
  2283.     than 25 are {1,8}.
  2284.  
  2285. Sue thinks she knows where Sam lives and decides to pay him a visit.
  2286. She too is mistaken as Sam once again answered only the second 
  2287. question truthfully.
  2288.  
  2289.     Since Sam's house number is greater than 50, he told Sue that
  2290.     it was greater than 25 as well.  Since Sue thought she knew
  2291.     which house was his, she must live in either of {27,64}.
  2292.  
  2293. If I tell you that Sam's number is less than Sue's or Sally's,
  2294.  
  2295.     Since Sam's number is greater than 50, and Sue's is even
  2296.     bigger, she must live in 64.  Assuming Sue and Sally are not
  2297.     roommates (although awkward social situations of this kind are
  2298.     not without precedent), Sally lives in 81.
  2299.  
  2300. and that the sum of their numbers is a perfect square multiplied
  2301. by two, you should be able to figure out where all three of them
  2302. live.
  2303.  
  2304.     Sue + Sally + Sam = 2 p^2        for p an integer
  2305.     64  + 81    + Sam = 2 p^2
  2306.  
  2307.     Applying the constraint 50 < Sam < 64, looks like Sam = 55 (p = 10).
  2308.  
  2309.     In summary,
  2310.         Sam = 55
  2311.         Sue = 64
  2312.         Sally = 81
  2313.  
  2314.     -- Tom Smith <tom@ulysses.att.com>
  2315.  
  2316. ==> logic/self.ref.p <==
  2317. Find a number ABCDEFGHIJ such that A is the count of how many 0's are in the
  2318. number, B is the number of 1's, and so on.
  2319.  
  2320. ==> logic/self.ref.s <==
  2321. 6210001000
  2322.  
  2323. For other numbers of digits:
  2324.  
  2325. n=1:    no sequence possible
  2326. n=2:    no sequence possible
  2327. n=3:    no sequence possible
  2328. n=4:    1210, 2020
  2329. n=5:    21200
  2330. n=6:    no sequence possible
  2331. n=7:    3211000
  2332. n=8:    42101000
  2333. n=9:    521001000
  2334. n=10:    6210001000
  2335. n>10:    (n-4), 2, 1, 0 * (n-7), 1, 0, 0, 0
  2336.  
  2337. No 1, 2, or 3 digit numbers are possible.  Letting x_i be the ith
  2338. digit, starting with 0, we see that (1) x_0 + ... + x_n = n+1 and
  2339. (2) 0*x_0 + ... + n*x_n = n+1, where n+1 is the number of digits.
  2340.  
  2341. I'll first prove that x_0 > n-3 if n>4.  Assume not, then this
  2342. implies that at least four of the x_i with i>0 are non-zero.  But
  2343. then we would have \sum_i i*x_i >= 10 by (2), impossible unless n=9,
  2344. but it isn't possible in this case (51111100000 isn't valid).
  2345.  
  2346. Now I'll prove that x_0 < n-1.  x_0 clearly can't equal n; assume
  2347. x_0 = n-1 ==> x_{n-1} = 1 by (2) if n>3.  Now only one of the
  2348. remaining x_i may be non-zero, and we must have that x_0 + ... + x_n
  2349. = n+1, but since x_0 + x_{n-1} = n ==> the remaining x_i = 1 ==> by
  2350. (2) that x_2 = 1.  But this can't be, since x_{n-1} = 1 ==> x_1>0.
  2351. Now assuming x_0 = n-2 we conclude that x_{n-2} = 1 by (2) if n>5
  2352. ==> x_1 + ... + x_{n-3} + x_{n-1} + x_n = 2 and 1*x_1 + ... +
  2353. (n-3)*x_{n-3} + (n-1)*x_{n-1} + n*x_n = 3 ==> x_1=1 and x_2=1,
  2354. contradiction.
  2355.  
  2356. Case n>5:
  2357.  
  2358. We have that x_0 = n-3 and if n>=7 ==> x_{n-3}=1 ==> x_1=2 and
  2359. x_2=1 by (1) and (2).  For the case n=6 we see that x_{n-3}=2
  2360. leads to an easy contradiction, and we get the same result.  The
  2361. cases n=4,5 are easy enough to handle, and lead to the two solutions
  2362. above.
  2363. -- 
  2364.     -- clong@romulus.rutgers.edu (Chris Long)
  2365. Newsgroups: rec.puzzles,news.answers,rec.answers
  2366. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!gatech!europa.eng.gtefsd.com!uunet!questrel!chris
  2367. From: chris@questrel.com (Chris Cole)
  2368. Subject: rec.puzzles Archive (logic), part 24 of 35
  2369. Message-ID: <puzzles/archive/logic/part3_745653851@questrel.com>
  2370. Followup-To: rec.puzzles
  2371. Summary: This is part of an archive of questions
  2372.  and answers that may be of interest to
  2373.  puzzle enthusiasts.
  2374.  Part 1 contains the index to the archive.
  2375.  Read the rec.puzzles FAQ for more information.
  2376. Sender: chris@questrel.com (Chris Cole)
  2377. Reply-To: archive-comment@questrel.com
  2378. Organization: Questrel, Inc.
  2379. References: <puzzles/archive/Instructions_745653851@questrel.com>
  2380. Date: Wed, 18 Aug 1993 06:06:15 GMT
  2381. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  2382. Expires: Thu, 1 Sep 1994 06:04:11 GMT
  2383. Lines: 480
  2384. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.puzzles:25007 news.answers:11527 rec.answers:1927
  2385.  
  2386. Archive-name: puzzles/archive/logic/part3
  2387. Last-modified: 17 Aug 1993
  2388. Version: 4
  2389.  
  2390.  
  2391. ==> logic/situation.puzzles.p <==
  2392.                       Jed's List of Situation Puzzles
  2393.  
  2394.  
  2395.  
  2396.    "A man lies dead in a room with fifty-three bicycles in front of him.
  2397. What happened?"
  2398.  
  2399.    This is a list of what I refer to (for lack of a better name) as situation
  2400. puzzles.  In the game of situation puzzles, a situation like the one above is
  2401. presented to a group of players, who must then try to find out more about the
  2402. situation by asking further questions.  The person who initially presented
  2403. the situation can only answer "yes" or "no" to questions (or occasionally
  2404. "irrelevant" or "doesn't matter").
  2405.  
  2406.    My list has been divided into two sections.  Section 1 consists of
  2407. situation puzzles which are set in a realistic world; the situations could
  2408. all actually occur.  Section 2 consists of puzzles which involve double
  2409. meanings for one or more words and those which could not possibly take place
  2410. in reality as we know it, plus a few miscellaneous others.
  2411.  
  2412.    See the end of the list for more notes and comments.
  2413.  
  2414.    The answers to these puzzles are available in a separate file.
  2415.  
  2416.  
  2417.  
  2418. Section 1: "Realistic" situation puzzles.
  2419.  
  2420. 1.1.  In the middle of the ocean is a yacht.  Several corpses are floating in
  2421. the water nearby.  (SJ)
  2422.  
  2423. 1.2.  A man is lying dead in a room.  There is a large pile of gold and
  2424. jewels on the floor, a chandelier attached to the ceiling, and a large open
  2425. window.  (DVS; partial JM wording)
  2426.  
  2427. 1.3.  A woman came home with a bag of groceries, got the mail, and walked
  2428. into the house.  On the way to the kitchen, she went through the living room
  2429. and looked at her husband, who had blown his brains out.  She then continued
  2430. to the kitchen, put away the groceries, and made dinner.  (partial JM
  2431. wording)
  2432.  
  2433. 1.4.  A body is discovered in a park in Chicago in the middle of summer.  It
  2434. has a fractured skull and many other broken bones, but the cause of death was
  2435. hypothermia.  (MI, from _Hill Street Blues_)
  2436.      
  2437. 1.5.  A man lives on the twelfth floor of an apartment building.  Every
  2438. morning he takes the elevator down to the lobby and leaves the building.  In
  2439. the evening, he gets into the elevator, and, if there is someone else in the
  2440. elevator -- or if it was raining that day -- he goes back to his floor
  2441. directly.  However, if there is nobody else in the elevator and it hasn't
  2442. rained, he goes to the 10th floor and walks up two flights of stairs to his
  2443. room.  (MH)
  2444.  
  2445. 1.6.  A woman has incontrovertible proof in court that her husband was
  2446. murdered by her sister.  The judge declares, "This is the strangest case I've
  2447. ever seen.  Though it's a cut-and-dried case, this woman cannot be punished."
  2448. (This is different from #1.43.)  (MH)
  2449.  
  2450. 1.7.  A man walks into a bar and asks for a drink.  The bartender pulls out a
  2451. gun and points it at him.  The man says, "Thank you," and walks out.  (DVS)
  2452.  
  2453. 1.8.  A man is returning from Switzerland by train.  If he had been in a
  2454. non-smoking car he would have died.  (DVS; MC wording)
  2455.  
  2456. 1.9.  A man goes into a restaurant, orders abalone, eats one bite, and kills
  2457. himself.  (TM and JM wording)
  2458.  
  2459. 1.10.  A man is found hanging in a locked room with a puddle of water under
  2460. his feet.  (This is different from #1.11.)
  2461.  
  2462. 1.11.  A man is dead in a puddle of blood and water on the floor of a locked
  2463. room.  (This is different from #1.10.)
  2464.  
  2465. 1.12.  A man is lying, dead, face down in the desert wearing a backpack.
  2466. (This is different from #1.13, #2.11, and #2.12.)
  2467.  
  2468. 1.13.  A man is lying face down, dead, in the desert, with a match near his
  2469. outstretched hand.  (This is different from #1.12, #2.11, and #2.12.)  (JH;
  2470. partial JM wording)
  2471.  
  2472. 1.14.  A man is driving his car.  He turns on the radio, listens for five
  2473. minutes, turns around, goes home, and shoots his wife.  (This is different
  2474. from #1.15.)
  2475.  
  2476. 1.15.  A man driving his car turns on the radio.  He then pulls over to the
  2477. side of the road and shoots himself.  (This is different from #1.14.)
  2478.  
  2479. 1.16.  Music stops and a woman dies.  (DVS)
  2480.  
  2481. 1.17.  A man is dead in a room with a small pile of pieces of wood and
  2482. sawdust in one corner.  (from "Coroner's Inquest," by Marc Connelly)
  2483.  
  2484. 1.18.  A flash of light, a man dies.  (ST original)
  2485.  
  2486. 1.19.  A rope breaks.  A bell rings.  A man dies.  (KH)
  2487.  
  2488. 1.20.  A woman buys a new pair of shoes, goes to work, and dies.  (DM)
  2489.  
  2490. 1.21.  A man is riding a subway.  He meets a one-armed man, who pulls out a
  2491. gun and shoots him.  (SJ)
  2492.      
  2493. 1.22.  Two women are talking.  One goes into the bathroom, comes out five
  2494. minutes later, and kills the other.
  2495.  
  2496. 1.23.  A man is sitting in bed.  He makes a phone call, saying nothing, and
  2497. then goes to sleep.  (SJ)
  2498.  
  2499. 1.24.  A man kills his wife, then goes inside his house and kills himself.
  2500. (DH original, from "Nightmare in Yellow," by Fredric Brown)
  2501.  
  2502. 1.25.  Abel walks out of the ocean.  Cain asks him who he is, and Abel
  2503. answers.  Cain kills Abel.  (MWD original)
  2504.  
  2505. 1.26.  Two men enter a bar.  They both order identical drinks.  One lives;
  2506. the other dies.  (CR; partial JM wording)
  2507.  
  2508. 1.27.  Joe leaves his house, wearing a mask and carrying an empty sack.  An
  2509. hour later he returns.  The sack is now full.  He goes into a room and turns
  2510. out the lights.  (AL)
  2511.  
  2512. 1.28.  A man takes a two-week cruise to Mexico from the U.S.  Shortly after
  2513. he gets back, he takes a three-day cruise which doesn't stop at any other
  2514. ports.  He stays in his cabin all the time on both cruises.  As a result, he
  2515. makes $250,000.  (MI, from "The Wager")
  2516.      
  2517. 1.29.  Hans and Fritz are German spies during World War II.  They try to
  2518. enter America, posing as returning tourists.  Hans is immediately arrested.
  2519. (JM)
  2520.  
  2521. 1.30.  Tim and Greg were talking.  Tim said "The terror of flight."  Greg
  2522. said "The gloom of the grave."  Greg was arrested.  (MPW original, from "No
  2523. Refuge Could Save," by Isaac Asimov)
  2524.  
  2525. 1.31.  A man is found dead in his parked car.  Tire tracks lead up to the car
  2526. and away.  (SD)
  2527.  
  2528. 1.32.  A man dies in his own home.  (ME original)
  2529.  
  2530. 1.33.  A woman in France in 1959 is waiting in her room, with all the doors
  2531. locked from the inside, for her husband to come home.  When he arrives, the
  2532. house has burned to the ground and she's dead.  (JM, from _How Come --
  2533. Again?_)
  2534.  
  2535. 1.34.  A man gets onto an elevator.  When the elevator stops, he knows his
  2536. wife is dead.  (LA; partial KH wording)
  2537.  
  2538. 1.35.  Three men die.  On the pavement are pieces of ice and broken glass.
  2539. (JJ)
  2540.  
  2541. 1.36.  She lost her job when she invited them to dinner.  (DS original)
  2542.  
  2543. 1.37.  A man is running along a corridor with a piece of paper in his hand.
  2544. The lights flicker and the man drops to his knees and cries out, "Oh no!"
  2545. (MP)
  2546.  
  2547. 1.38.  A car without a driver moves; a man dies.  (EMS)
  2548.  
  2549. 1.39.  As I drive to work on my motorcycle, there is one corner which I go
  2550. around at a certain speed whether it's rainy or sunny.  If it's cloudy but
  2551. not raining, however, I usually go faster.  (SW original)
  2552.  
  2553. 1.40.  A woman throws something out a window and dies.  (JM)
  2554.  
  2555. 1.41.  An avid birdwatcher sees an unexpected bird.  Soon he's dead.  (RSB
  2556. original)
  2557.  
  2558. 1.42.  There are a carrot, a pile of pebbles, and a pipe lying together in
  2559. the middle of a field.  (PRO; partial JM wording)
  2560.  
  2561. 1.43.  Two brothers are involved in a murder.  Though it's clear that one of
  2562. them actually committed the crime, neither can be punished.  (This is
  2563. different from #1.6.)  (from "Unreasonable Doubt," by Stanley Ellin)
  2564.  
  2565. 1.44.  An ordinary American citizen, with no passport, visits over thirty
  2566. foreign countries in one day.  He is welcomed in each country, and leaves
  2567. each one of his own accord.  (PRO)
  2568.  
  2569. 1.45.  If he'd turned on the light, he'd have lived.  (JM)
  2570.  
  2571. 1.46.  A man is found dead on the floor in the living room.  (ME original)
  2572.  
  2573. 1.47.  A man is found dead outside a large building with a hole in him.  (JM,
  2574. modified from PRO)
  2575.  
  2576. 1.48.  A man is found dead in an alley lying in a red pool with two sticks
  2577. crossed near his head.  (PRO)
  2578.  
  2579. 1.49.  A man lies dead next to a feather.  (PRO)
  2580.  
  2581. 1.50.  There is blood on the ceiling of my bedroom.  (MI original)
  2582.  
  2583. 1.51.  A man wakes up one night to get some water.  He turns off the light
  2584. and goes back to bed.  The next morning he looks out the window, screams, and
  2585. kills himself.  (CR; KK wording)
  2586.  
  2587. 1.52.  She grabbed his ring, pulled on it, and dropped it.  (JM, from _Math
  2588. for Girls_)
  2589.  
  2590. 1.53.  A man sitting on a park bench reads a newspaper article headlined
  2591. "Death at Sea" and knows a murder has been committed.
  2592.  
  2593. 1.54.  A man tries the new cologne his wife gave him for his birthday.  He
  2594. goes out to get some food, and is killed.  (RW original)
  2595.  
  2596. 1.55.  A man in uniform stands on the beach of a tropical island.  He takes
  2597. out a cigarette, lights it, and begins smoking.  He takes out a letter and
  2598. begins reading it.  The cigarette burns down between his fingers, but he
  2599. doesn't throw it away.  He cries.  (RW)
  2600.  
  2601. 1.56.  A man went into a restaurant, had a large meal, and paid nothing for
  2602. it.  (JM original)
  2603.  
  2604. 1.57.  A married couple goes to a movie.  During the movie the husband
  2605. strangles the wife.  He is able to get her body home without attracting
  2606. attention.  (from _Beyond the Easy Answer_)
  2607.  
  2608. 1.58.  A man ran into a fire, and lived.  A man stayed where there was no
  2609. fire, and died.  (Eric Wang original)
  2610.  
  2611. 1.59.  A writer with an audience of millions insisted that he was never to be
  2612. interrupted while writing.  After the day when he actually was interrupted,
  2613. he never wrote again.  (JM, from _How Come?_)
  2614.  
  2615. 1.60.  Beulah died in the Appalachians, while Craig died at sea.  Everyone
  2616. was much happier with Craig's death.  (JM, from _How Come?_)
  2617.  
  2618. 1.61.  Mr. Browning is glad the car ran out of gas.  (JM, from _Home Come?_)
  2619.  
  2620. 1.62.  A man is sitting suspended over two pressurized containers.  Suddenly,
  2621. he dies.  (NK original)
  2622.  
  2623. 1.63.  A man leaves a motel room, goes to his car, and honks the horn.  (AS
  2624. original)
  2625.  
  2626. 1.64.  Two dead people sit in their cars on a street.  (AG)
  2627.  
  2628. 1.65.  A woman lies dead in the street near a car.  (AG)
  2629.  
  2630. 1.66.  A riverboat filled with passengers suddenly capsized, drowning most of
  2631. those aboard.  (from _How Come -- Again?_)
  2632.  
  2633.  
  2634.  
  2635. Section 2: Double meanings, fictional settings, and miscellaneous others.
  2636.  
  2637. 2.1.  A man shoots himself, and dies.  (HL) (This is different from #2.2.)
  2638.  
  2639. 2.2.  A man walks into a room, shoots, and kills himself.  (HL) (This is
  2640. different from #2.1.)
  2641.  
  2642. 2.3.  Adults are holding children, waiting their turn.  The children are
  2643. handed (one at a time, usually) to a man, who holds them while a woman shoots
  2644. them.  If the child is crying, the man tries to stop the crying before the
  2645. child is shot.  (ML)
  2646.  
  2647. 2.4.  Hiking in the mountains, you walk past a large field and camp a few
  2648. miles farther on, at a stream.  It snows in the night, and the next day you
  2649. find a cabin in the field with two dead bodies inside.  (KL; KD and partial
  2650. JM wording)
  2651.  
  2652. 2.5.  A man marries twenty women in his village but isn't charged with
  2653. polygamy.
  2654.  
  2655. 2.6.  A man is alone on an island with no food and no water, yet he does not
  2656. fear for his life.  (MN)
  2657.  
  2658. 2.7.  Joe wants to go home, but he can't go home because the man in the mask
  2659. is waiting for him.  (AL wording)
  2660.  
  2661. 2.8.  A man is doing his job when his suit tears.  Fifteen minutes later,
  2662. he's dead.  (RM)
  2663.  
  2664. 2.9.  A dead man lies near a pile of bricks and a beetle on top of a book.
  2665. (MN)
  2666.  
  2667. 2.10.  At the bottom of the sea there lies a ship worth millions of dollars
  2668. that will never be recovered.  (TF original)
  2669.  
  2670. 2.11.  A man is found dead in the arctic with a pack on his back.  (This is
  2671. different from #1.12, #1.13, and #2.12.)  (PRO)
  2672.  
  2673. 2.12.  There is a dead man lying in the desert next to a rock.  (This is
  2674. different from #1.12, #1.13, and #2.11.)  (GH)
  2675.  
  2676. 2.13.  As a man jumps out of a window, he hears the telephone ring and
  2677. regrets having jumped.  (from "Some Days are Like That," by Bruce J.
  2678. Balfour; partial JM wording)
  2679.  
  2680. 2.14.  Two people are playing cards.  One looks around and realizes he's
  2681. going to die.  (JM original)
  2682.  
  2683. 2.15.  A man lies dead in a room with fifty-three bicycles in front of him.
  2684.  
  2685. 2.16.  A horse jumps over a tower and lands on a man, who disappears.  (ES
  2686. original)
  2687.  
  2688. 2.17.  A train pulls into a station, but none of the waiting passengers move.
  2689. (MN)
  2690.  
  2691. 2.18.  A man pushes a car up to a hotel and tells the owner he's bankrupt.
  2692. (DVS; partial AL and JM wording)
  2693.  
  2694. 2.19.  Three large people try to crowd under one small umbrella, but nobody
  2695. gets wet.  (CC)
  2696.  
  2697. 2.20.  A black man dressed all in black, wearing a black mask, stands at a
  2698. crossroads in a totally black-painted town.  All of the streetlights in town
  2699. are broken.  There is no moon.  A black-painted car without headlights drives
  2700. straight toward him, but turns in time and doesn't hit him.  (AL and RM
  2701. wording)
  2702.  
  2703. 2.21.  Bob and Carol and Ted and Alice all live in the same house.  Bob and
  2704. Carol go out to a movie, and when they return, Alice is lying dead on the
  2705. floor in a puddle of water and glass.  It is obvious that Ted killed her but
  2706. Ted is not prosecuted or severely punished.
  2707.  
  2708. 2.22.  A man rides into town on Friday.  He stays one night and leaves on
  2709. Friday.  (KK)
  2710.  
  2711. 2.23.  Bruce wins the race, but he gets no trophy.  (EMS)
  2712.  
  2713. 2.24.  A woman opens an envelope and dyes.  (AL)
  2714.  
  2715. 2.25.  A man was brought before a tribal chief, who asked him a question.  If
  2716. he had known the answer, he probably would have died.  He didn't, and lived.
  2717. (MWD original)
  2718.  
  2719. 2.26.  Two men are found dead outside of an igloo.  (SK original)
  2720.  
  2721. 2.27.  A man is born in 1972 and dies in 1952 at the age of 25.  (DM)
  2722.  
  2723.  
  2724.  
  2725. Attributions key:
  2726.  
  2727.    When I know who first told me the current version of a puzzle, I've put
  2728. initials in parentheses after the puzzle statement; this is the key to those
  2729. acknowledgments.  The word "original" following an attribution means that, to
  2730. the best of my knowledge, the cited person invented that puzzle.  If a given
  2731. puzzle isn't marked "original" but is attributed, that just means that's the
  2732. first person I heard it from.  I would appreciate it if attributions for
  2733. originals were not removed; however, this list is hereby entered into the
  2734. public domain, so do with it what you wish.
  2735.  
  2736. LA == Laura Almasy               RSB == Ranjit S. Bhatnagar       
  2737. CC == Chris Cole                 MC == Matt Crawford
  2738. MWD == Matthew William Daly      KD == Ken Duisenberg
  2739. SD == Sylvia Dutcher             ME == Marguerite Eisenstein
  2740. TF == Thomas Freeman             AG == Andreas Gammel
  2741. JH == Joaquin Hartman            MH == Marcy Hartman
  2742. KH == Karl Heuer                 GH == Geoff Hopcraft
  2743. DH == David Huddleston           MI == Mark Isaak
  2744. SJ == Steve Jacquot              JJ == J|rgen Jensen
  2745. KK == Karen Karp                 NK == Nev King
  2746. SK == Shelby Kilmer              KL == Ken Largman
  2747. AL == Andy Latto                 HL == Howard Lazoff
  2748. ML == Merlyn LeRoy               DM == Dan Murray
  2749. RM == "Reaper Man" (real name unknown)
  2750. TM == Ted McCabe                 JM == Jim Moskowitz
  2751. DM == Damian Mulvena             MN == Jan Mark Noworolski
  2752. PRO == Peter R. Olpe (from his list)
  2753. MP == Martin Pitwood             CR == Charles Renert
  2754. EMS == Ellen M. Sentovich (from her list)
  2755. AS == Annie Senghas              ES == Eric Stephan
  2756. DS == Diana Stiefbold            ST == Simon Travaglia
  2757. DVS == David Van Stone           RW == Randy Whitaker
  2758. MPW == Matthew P Wiener          SW == Steve Wilson (not sure of name)
  2759.  
  2760. Special thanks to Jim Moskowitz, Karl Heuer, and Mark Brader, for a lot of
  2761. discussion of small but important details and wording.
  2762.  
  2763.  
  2764.  
  2765. Notes and comments:
  2766.  
  2767.    My outtakes list (items removed from this list for various reasons, most
  2768. of which came down to the fact that I didn't like them) is now available from
  2769. the rec.puzzles archive server.
  2770.  
  2771.    There are many possible wordings for most of the puzzles in this list.
  2772. Most of them have what I consider the best wording of the variants I've
  2773. heard; if you think there's a better way of putting one or more of them, or
  2774. if you don't like my categorization of any of them, or if you have any other
  2775. comments or suggestions, please drop me a note.  If you know others not on
  2776. this list, please send them to me.
  2777.    Of course, in telling a group of players one of these situations, you can
  2778. add or remove details, either to make getting the answer harder or easier, or
  2779. simply to throw in red herrings.  I've made a few specific suggestions along
  2780. these lines in the answer list, available in a separate file.  Also in the
  2781. answer list are variant problem statements and variant answers.
  2782.  
  2783.  
  2784.  
  2785. Bibliography:
  2786.  
  2787.    The game of situation puzzles is also known by a variety of other names:
  2788. mystery questions, story riddles, lateral thinking puzzles, mini-mysteries,
  2789. minute mysteries, missing links, how come?, situational puzzles, law school
  2790. puzzles, quistels (in the Netherlands and other parts of Europe), mystery
  2791. puzzles, and so on.  I prefer the term 'situation puzzles,' but I change my
  2792. mind every few years when a new term that I like more comes along.  At any
  2793. rate, here are some sources for these puzzles, under a variety of names.
  2794. Unfortunately, almost all of these books are out of print and extremely
  2795. difficult to find.  Try inter-library loan, and be prepared to wait.  I don't
  2796. know of any such books outside of the US (though at least the Sloane book is
  2797. also printed in Canada, Europe, and Australia), but I'd be happy to include
  2798. references to such in future editions if anyone sends me bibliographical
  2799. info.
  2800.    On this edition of my list, I have included a few puzzles from these books
  2801. which I didn't previously have.  I've paraphrased them and cited the sources,
  2802. which I hope should be good enough to avoid copyright infringement; however,
  2803. I hope to contact the various copyright holders soon and get explicit
  2804. permission to include more of their puzzles.  If I fail to get that
  2805. permission, a few of the items on this list may go away in the next edition.
  2806.  
  2807.    _Games_ magazine (bibliographical data currently unavailable).  They ran a
  2808. situation-puzzle contest recently, but I have yet to see any of the results.
  2809.  
  2810.    _Math for Girls_ (bibliographical data unavailable).
  2811.  
  2812.    Rogers, Agnes, _How Come?_ (1953: Doubleday & Company, Inc., New York).
  2813. Library of Congress catalog number 53-5756.  OCLC #1612919.  The author may
  2814. also be listed as Agnes Rogers Allen.  With its sequel (see below), the
  2815. classic volume on the subject; is probably the original source for quite a
  2816. few standard situation puzzles, though Rogers says she does not know who
  2817. invented the form.  Nor does she know the source of most of those she
  2818. includes -- like all good folklore, situation puzzles are difficult to trace
  2819. to their origins.  Unfortunately, both these books are long out of print.
  2820. Besides their historical value, these two come furnished with delightful
  2821. illustrations of various wrong approaches to some of the puzzles.  These
  2822. versions were definitely intended to be read from the book, though; the
  2823. puzzle statements are much more long-winded than the versions in my list.
  2824.  
  2825.    Rogers, Agnes, and Sheehan, Richard G., _How Come -- Again?_ (1960:
  2826. Doubleday & Company, Inc., New York).  Library of Congress catalog number
  2827. 60-13745.  OCLC #2580602.
  2828.  
  2829.    Sloane, Paul, _Lateral Thinking Puzzlers_ (1992: Sterling Publishing Co.,
  2830. Inc., 387 Park Avenue South, New York, 10016).  ISBN 0-8069-8227-6.  There's
  2831. a lot of overlap here with the rec.puzzles archives, including a lot of
  2832. puzzles that I wouldn't even consider doing as situation puzzles (such as the
  2833. infamous "12 balls" problem).  Still, it does have one or two nice situation
  2834. puzzles in it.  Warning: these are not lateral thinking puzzles in the sense
  2835. in which I like to use that phrase -- each puzzle has a definite correct
  2836. answer, and creativity and sideways leaps of logic aren't rewarded unless
  2837. they result in that answer.  Cover price $US 4.95; should be available (or
  2838. orderable) in most chain bookstores in the US.
  2839.  
  2840.    _Stories With Holes_ (bibliographical data unavailable).
  2841.  
  2842.    Weintraub, Richard, and Krieger, Richard, _Beyond the Easy Answer:
  2843. exploring new perspectives through creative problem-solving games_ (1979:
  2844. Zenger Publications, Inc., Gateway Station 802, Culver City, CA 90230).  ISBN
  2845. 0-934508-00-3.  Contains a variety of puzzles and games, most of which aren't
  2846. really situation puzzles (and many of which are in the rec.puzzles archives),
  2847. plus some creativity games.  Out of print.
  2848.  
  2849.  
  2850.  
  2851. History of List:
  2852.  
  2853.    original compilation            11/28/87
  2854.    major revision                  08/09/89
  2855.    further additions               08/23/89 - 10/21/90
  2856.    variants added to answer list   07/04/90
  2857.    editing and renumbering         07/25/90 - 11/11/90
  2858.    items removed; title changed    09/20/90 - 11/11/90
  2859.    editing and additions           02/26/92 - 09/17/92
  2860.    more additions (incl. biblio.)  03/31/93 - 05/03/93
  2861.  
  2862.  
  2863.  
  2864. --Jed Hartman
  2865. logos@random.esd.sgi.com (as of 5/93)
  2866. Newsgroups: rec.puzzles,news.answers,rec.answers
  2867. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!spool.mu.edu!howland.reston.ans.net!europa.eng.gtefsd.com!uunet!questrel!chris
  2868. From: chris@questrel.com (Chris Cole)
  2869. Subject: rec.puzzles Archive (logic), part 25 of 35
  2870. Message-ID: <puzzles/archive/logic/part4_745653851@questrel.com>
  2871. Followup-To: rec.puzzles
  2872. Summary: This is part of an archive of questions
  2873.  and answers that may be of interest to
  2874.  puzzle enthusiasts.
  2875.  Part 1 contains the index to the archive.
  2876.  Read the rec.puzzles FAQ for more information.
  2877. Sender: chris@questrel.com (Chris Cole)
  2878. Reply-To: archive-comment@questrel.com
  2879. Organization: Questrel, Inc.
  2880. References: <puzzles/archive/Instructions_745653851@questrel.com>
  2881. Date: Wed, 18 Aug 1993 06:06:22 GMT
  2882. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  2883. Expires: Thu, 1 Sep 1994 06:04:11 GMT
  2884. Lines: 1161
  2885. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.puzzles:25023 news.answers:11543 rec.answers:1943
  2886.  
  2887. Archive-name: puzzles/archive/logic/part4
  2888. Last-modified: 17 Aug 1993
  2889. Version: 4
  2890.  
  2891.  
  2892. ==> logic/situation.puzzles.s <==
  2893.                       Jed's List of Situation Puzzles
  2894.                                (with answers)
  2895.  
  2896.  
  2897.  
  2898.    "A man lies dead in a room with fifty-three bicycles in front of him.
  2899. What happened?"
  2900.  
  2901.    This is a list of what I refer to (for lack of a better name) as situation
  2902. puzzles.  In the game of situation puzzles, a situation like the one above is
  2903. presented to a group of players, who must then try to find out more about the
  2904. situation by asking further questions.  The person who initially presented
  2905. the situation can only answer "yes" or "no" to questions (or occasionally
  2906. "irrelevant" or "doesn't matter").
  2907.  
  2908.    My list has been divided into two sections.  Section 1 consists of
  2909. situation puzzles which are set in a realistic world; the situations could
  2910. all actually occur.  Section 2 consists of puzzles which involve double
  2911. meanings for one or more words and those which could not possibly take place
  2912. in reality as we know it, plus a few miscellaneous others.
  2913.  
  2914.    See the end of the list for more notes and comments.
  2915.  
  2916.    This version of the list contains answers to the puzzles, as well as
  2917. variants.
  2918.  
  2919.  
  2920.  
  2921. Section 1: "Realistic" situation puzzles.
  2922.  
  2923. 1.1.  In the middle of the ocean is a yacht.  Several corpses are floating in
  2924. the water nearby.  (SJ)
  2925. 1.1.  A bunch of people are on an ocean voyage in a yacht.  One afternoon,
  2926. they all decide to go swimming, so they put on swimsuits and dive off the
  2927. side into the water.  Unfortunately, they forget to set up a ladder on the
  2928. side of the boat, so there's no way for them to climb back in, and they
  2929. drown.
  2930. 1.1a.  Variant answer: The same situation, except that they set out a ladder
  2931. which is just barely long enough.  When they all dive into the water, the
  2932. boat, without their weight, rises in the water until the ladder is just
  2933. barely out of reach.  (also from Steve Jacquot)
  2934.  
  2935. 1.2.  A man is lying dead in a room.  There is a large pile of gold and
  2936. jewels on the floor, a chandelier attached to the ceiling, and a large open
  2937. window.  (DVS; partial JM wording)
  2938. 1.2.  The room is the ballroom of an ocean liner which sank some time ago.
  2939. The man ran out of air while diving in the wreck.
  2940. 1.2a.  Variant which puts this in section 2: same statement, ending with "a
  2941. large window through which rays are coming."  Answer: the rays are manta rays
  2942. (this version tends to make people assume vampires are involved, unless they
  2943. notice the awkwardness of the phrase involving rays).
  2944.  
  2945. 1.3.  A woman came home with a bag of groceries, got the mail, and walked
  2946. into the house.  On the way to the kitchen, she went through the living room
  2947. and looked at her husband, who had blown his brains out.  She then continued
  2948. to the kitchen, put away the groceries, and made dinner.  (partial JM
  2949. wording)
  2950. 1.3.  The husband killed himself a while ago; it's his ashes in an urn on the
  2951. mantelpiece that the wife looks at.  It's debatable whether this belongs in
  2952. section 2 for double meanings.
  2953.  
  2954. 1.4.  A body is discovered in a park in Chicago in the middle of summer.  It
  2955. has a fractured skull and many other broken bones, but the cause of death was
  2956. hypothermia.  (MI, from _Hill Street Blues_)
  2957. 1.4.  A poor peasant from somewhere in Europe wants desperately to get to the
  2958. U.S.  Not having money for airfare, he stows away in the landing gear
  2959. compartment of a jet.  He dies of hypothermia in mid-flight, and falls out
  2960. when the landing gear compartment opens as the plane makes its final
  2961. approach.
  2962. 1.4a.  Variant: A man is lying drowned in a dead forest.  Answer: He's scuba
  2963. diving when a firefighting plane lands nearby and fills its tanks with water,
  2964. sucking him in with the water.  He runs out of air while the plane is in
  2965. flight; the plane then dumps its load of water, with him in it, onto a
  2966. burning forest.  (from Jim Moskowitz)
  2967.  
  2968. 1.5.  A man lives on the twelfth floor of an apartment building.  Every
  2969. morning he takes the elevator down to the lobby and leaves the building.  In
  2970. the evening, he gets into the elevator, and, if there is someone else in the
  2971. elevator -- or if it was raining that day -- he goes back to his floor
  2972. directly.  However, if there is nobody else in the elevator and it hasn't
  2973. rained, he goes to the 10th floor and walks up two flights of stairs to his
  2974. room.  (MH)
  2975. 1.5.  The man is a midget.  He can't reach the upper elevator buttons, but he
  2976. can ask people to push them for him.  He can also push them with his
  2977. umbrella.  I've usually heard this stated with more details: "Every morning
  2978. he wakes up, gets dressed, eats, goes to the elevator..."  Ron Carter
  2979. suggests a nice red herring: the man lives on the 13th floor of the building.
  2980.  
  2981. 1.6.  A woman has incontrovertible proof in court that her husband was
  2982. murdered by her sister.  The judge declares, "This is the strangest case I've
  2983. ever seen.  Though it's a cut-and-dried case, this woman cannot be punished."
  2984. (This is different from #1.43.)  (MH)
  2985. 1.6.  The sisters are Siamese twins.
  2986. 1.6a.  Variant: A man and his brother are in a bar drinking.  They begin to
  2987. argue (as always) and the brother won't get out of the man's face, shouting
  2988. and cursing.  The man, finally fed up, pulls out a pistol and blows his
  2989. brother's brains out.  He sits down to die.  Answer: They are Siamese twins.
  2990. In the original story, the argument started when one complained about the
  2991. other's bad hygiene and bad breath.  The shooter bled to death (from his
  2992. brother's wounds) by the time the police arrived.  (from Randy Whitaker,
  2993. based on a 1987 _Weekly World News_ story)
  2994.  
  2995. 1.7.  A man walks into a bar and asks for a drink.  The bartender pulls out a
  2996. gun and points it at him.  The man says, "Thank you," and walks out.  (DVS)
  2997. 1.7.  The man has hiccups; the bartender scares them away by pulling a gun.
  2998.  
  2999. 1.8.  A man is returning from Switzerland by train.  If he had been in a
  3000. non-smoking car he would have died.  (DVS; MC wording)
  3001. 1.8.  The man used to be blind; he's now returning from an eye operation
  3002. which restored his sight.  He's spent all his money on the operation, so when
  3003. the train (which has no internal lighting) goes through a tunnel he at first
  3004. thinks he's gone blind again and almost decides to kill himself.
  3005. Fortunately, the light of the cigarettes people are smoking convinces him
  3006. that he can still see.
  3007. 1.8a.  Variant: A man dies on a train he does not ordinarily catch.  Answer:
  3008. The man (a successful artist) has had an accident in which he injured his
  3009. eyes.  His head is bandaged and he has been warned not to remove the bandages
  3010. under any circumstances lest the condition be irreversibly aggravated.  He
  3011. catches the train home from the hospital and cannot resist peeking.  Seeing
  3012. nothing at all (the same train-in-tunnel situation as above obtains, but
  3013. without the glowing cigarettes this time), he assumes he is blinded and kills
  3014. himself in grief.  I like this version a lot, except that it makes much less
  3015. sense that he'd be traveling alone.  (from Bernd Wechner)
  3016.  
  3017. 1.9.  A man goes into a restaurant, orders abalone, eats one bite, and kills
  3018. himself.  (TM and JM wording)
  3019. 1.9.  The man was in a ship that was wrecked on a desert island.  When there
  3020. was no food left, another passenger brought what he said was abalone but was
  3021. really part of the man's wife (who had died in the wreck).  The man suspects
  3022. something fishy, so when they finally return to civilization, he orders
  3023. abalone, realizes that what he ate before was his wife, and kills himself.
  3024. 1.9a.  Variant: same problem statement but with albatross instead of abalone.
  3025. Answer: In this version, the man was in a lifeboat, with his wife, who died.
  3026. He hallucinated an albatross landing in the boat which he caught and killed
  3027. and ate; he thought that his wife had been washed overboard.  When he
  3028. actually eats albatross, he discovers that he had actually eaten his wife.
  3029. 1.9b.  Variant answer to 1.9a, with a slightly different problem statement:
  3030. the man already knew that he had been eating human flesh.  He asks the waiter
  3031. in the restaurant what kind of soup is available, and the waiter responds,
  3032. "Albatross soup."  Thinking that "albatross soup" means "human soup," and
  3033. sickened by the thought of such a society (place in a foreign country if
  3034. necessary), he kills himself.  (from Mike Neergaard)
  3035.  
  3036. 1.10.  A man is found hanging in a locked room with a puddle of water under
  3037. his feet.  (This is different from #1.11.)
  3038. 1.10.  He stood on a block of ice to hang himself.  The fact that there's no
  3039. furniture in the room can be added to the statement, but if it's mentioned in
  3040. conjunction with the puddle of water the answer tends to be guessed more
  3041. easily.
  3042.  
  3043. 1.11.  A man is dead in a puddle of blood and water on the floor of a locked
  3044. room.  (This is different from #1.10.)
  3045. 1.11.  He stabbed himself with an icicle.
  3046.  
  3047. 1.12.  A man is lying, dead, face down in the desert wearing a backpack.
  3048. (This is different from #1.13, #2.11, and #2.12.)
  3049. 1.12.  He jumped out of an airplane, but his parachute failed to open.  Minor
  3050. variant wording (from Joe Kincaid): he's on a mountain trail instead of in a
  3051. desert.  Minor variant wording (from Mike Reymond): he's got a ring in his
  3052. hand (it came off of the ripcord).
  3053. 1.12a.  Silly variant: same problem statement, with the addition that one of
  3054. the man's shoelaces is untied.  Answer: He pulled his shoelace instead of the
  3055. ripcord.
  3056. 1.12b.  Variant answer: The man was let loose in the desert with a pack full
  3057. of poisoned food.  He knows it's poisoned, and doesn't eat it -- he dies of
  3058. hunger.  (from Mike Neergaard)
  3059.  
  3060. 1.13.  A man is lying face down, dead, in the desert, with a match near his
  3061. outstretched hand.  (This is different from #1.12, #2.11, and #2.12.)  (JH;
  3062. partial JM wording)
  3063. 1.13.  He was with several others in a hot air balloon crossing the desert.
  3064. The balloon was punctured and they began to lose altitude.  They tossed all
  3065. their non-essentials overboard, then their clothing and food, but were still
  3066. going to crash in the middle of the desert.  Finally, they drew matches to
  3067. see who would jump over the side and save the others; this man lost.  Minor
  3068. variant wording: add that the man is nude.
  3069.  
  3070. 1.14.  A man is driving his car.  He turns on the radio, listens for five
  3071. minutes, turns around, goes home, and shoots his wife.  (This is different
  3072. from #1.15.)
  3073. 1.14.  The radio program is one of the call-up-somebody-and-ask-them-a-
  3074. question contest shows; the announcer gives the phone number of the man's
  3075. bedroom phone as the number he's calling, and a male voice answers.  It's
  3076. been suggested that such shows don't usually give the phone number being
  3077. called; so instead the wife's name could be given as who's being called, and
  3078. there could be appropriate background sounds when the other man answers the
  3079. phone.
  3080.  
  3081. 1.15.  A man driving his car turns on the radio.  He then pulls over to the
  3082. side of the road and shoots himself.  (This is different from #1.14.)
  3083. 1.15.  He worked as a DJ at a radio station.  He decided to kill his wife,
  3084. and so he put on a long record and quickly drove home and killed her,
  3085. figuring he had a perfect alibi: he'd been at work.  On the way back he turns
  3086. on his show, only to discover that the record is skipping.
  3087. 1.15a.  Variant: The music stops and the man dies.  Answer: The same, except
  3088. it's a tape breaking instead of a record skipping.  (from Michael Killianey)
  3089. (See also #1.16, #1.19e, and #1.34a.)
  3090.  
  3091. 1.16.  Music stops and a woman dies.  (DVS)
  3092. 1.16.  The woman is a tightrope walker in a circus.  Her act consists of
  3093. walking the rope blindfolded, accompanied by music, without a net.  The
  3094. musician (organist, or calliopist, or pianist, or whatever) is supposed to
  3095. stop playing when she reaches the end of the rope, telling her that it's safe
  3096. to step off onto the platform.  For unknown reasons (but with murderous
  3097. intent), he stops the music early, and she steps off the rope to her death.
  3098. 1.16a.  Variant answer: The woman is a character in an opera, who "dies" at
  3099. the end of her song.
  3100. 1.16b.  Variant answer: The "woman" is the dancing figure atop a music box,
  3101. who "dies" when the box runs down.  (Both of the above variants would
  3102. probably require placing this puzzle in section 2 of the list.)
  3103. 1.16c.  Variant: Charlie died when the music stopped.  Answer: Charlie was an
  3104. insect sitting on a chair; the music playing was for the game Musical Chairs.
  3105. (from Bob Philhower)
  3106. (See also #1.15a, #1.19e, and #1.34a.)
  3107.  
  3108. 1.17.  A man is dead in a room with a small pile of pieces of wood and
  3109. sawdust in one corner.  (from "Coroner's Inquest," by Marc Connelly)
  3110. 1.17.  The man is a blind midget, the shortest one in the circus.  Another
  3111. midget, jealous because he's not as short, has been sawing small pieces off
  3112. of the first one's cane every night, so that every day he thinks he's taller.
  3113. Since his only income is from being a circus midget, he decides to kill
  3114. himself when he gets too tall.
  3115. 1.17a.  Slightly variant answer: Instead of sawing pieces off of the midget's
  3116. cane, someone has sawed the legs off of his bed.  He wakes up, stands up, and
  3117. thinks he's grown during the night.
  3118. 1.17b.  Variant: A pile of sawdust, no net, a man dies.  Answer: A midget is
  3119. jealous of the clown who walks on stilts.  He saws partway through the
  3120. stilts; the clown walks along and falls and dies when they break.  (from
  3121. Peter R. Olpe)
  3122.  
  3123. 1.18.  A flash of light, a man dies.  (ST original)
  3124. 1.18.  The man is a lion-tamer, posing for a photo with his lions.  The lions
  3125. react badly to the flash of the camera, and the man can't see properly, so he
  3126. gets mauled.
  3127. 1.18a.  Variant: He couldn't find a chair, so he died.  Answer: He was a
  3128. lion-tamer.  This one is kind of silly, but I like it, and it sounds possible
  3129. to me (though I'm told a whip is more important than a chair to a
  3130. lion-tamer).  (from "Reaper Man," with Karl Heuer wording)
  3131.  
  3132. 1.19.  A rope breaks.  A bell rings.  A man dies.  (KH)
  3133. 1.19.  A blind man enjoys walking near a cliff, and uses the sound of a buoy
  3134. to gauge his distance from the edge.  One day the buoy's anchor rope breaks,
  3135. allowing the buoy to drift away from the shore, and the man walks over the
  3136. edge of the cliff.
  3137. 1.19a.  Variant: A bell rings.  A man dies.  A bell rings.  Answer: A blind
  3138. swimmer sets an alarm clock to tell him when and what direction to go to
  3139. shore.  The first bell is a buoy, which he mistakenly swims to, getting tired
  3140. and drowning.  Then the alarm clock goes off.  In other variations, the first
  3141. bell is a ship's bell, and/or the second bell is a hand-bell rung by a friend
  3142. on shore at a pre-arranged time.
  3143. 1.19b.  Variant answer to 1.19a: The man falls off a belltower, pulling the
  3144. bell-cord (perhaps he was climbing a steeple while hanging onto the rope),
  3145. and dies.  The second bell is one rung at his funeral.  Could also be a
  3146. variant on 1.19 (as suggested by Mike Neergaard): the bell-cord breaks when
  3147. he falls (and there's no second bell involved).
  3148. 1.19c.  Variant answer to 1.19a: The man is a boxer.  The first bell signals
  3149. the start of a round; the second is either the end of the round or a funeral
  3150. bell after he dies during the match.  Could also be a variant on 1.19 (as
  3151. suggested by Mike Neergaard): a boxing match in which the top rope breaks,
  3152. tumbling a boxer to the floor (and he dies of a concussion).
  3153. 1.19d.  Variant: The wind stopped blowing and the man died.  Answer: The sole
  3154. survivor of a shipwreck reached a desert isle.  Unfortunately, he was blind.
  3155. Luckily, there was a freshwater spring on the island, and he rigged the
  3156. ship's bell (which had drifted to the island also) at the spring's location.
  3157. The bell rang in the wind, directing him to water.  When he was becalmed for
  3158. a week, he could not find water again, and so he died of thirst.  (from Peter
  3159. R. Olpe)
  3160. 1.19e.  Variant: The music stopped and the man died.  Answer: Same as 1.19a,
  3161. but the blind swimmer kept a portable transistor radio on the beach instead
  3162. of a bell.  When the batteries gave out, he got lost and drowned.  (from Joe
  3163. Kincaid) (See also #1.15a, #1.16, and #1.34a.)
  3164.  
  3165. 1.20.  A woman buys a new pair of shoes, goes to work, and dies.  (DM)
  3166. 1.20.  The woman is the assistant to a (circus or sideshow) knife-thrower.
  3167. The new shoes have higher heels than she normally wears, so that the thrower
  3168. misjudges his aim and one of his knives kills her during the show.
  3169. 1.20a.  Variant: A woman sees her husband entering a certain place of
  3170. business and insists on dissolving their partnership.  Answer: The husband is
  3171. a knife-thrower; the woman is his assistant as well as his wife.  She sees
  3172. him going into an optometrist's office and decides that if he's having
  3173. trouble with his eyes she doesn't want him throwing knives at her.  (from
  3174. _How Come -- Again?_)
  3175.  
  3176. 1.21.  A man is riding a subway.  He meets a one-armed man, who pulls out a
  3177. gun and shoots him.  (SJ)
  3178. 1.21.  Several men were shipwrecked together.  They agreed to survive by
  3179. eating each other a piece at a time.  Each of them in turn gave up an arm,
  3180. but before they got to the last man, they were rescued.  They all demanded
  3181. that the last man live up to his end of the deal.  Instead, he killed a bum
  3182. and sent the bum's arm to the others in a box to "prove" that he had
  3183. fulfilled the bargain.  Later, one of them sees him on the subway, holding
  3184. onto an overhead ring with the arm he supposedly cut off; the other realizes
  3185. that the last man cheated, and kills him.
  3186. 1.21a.  Variant wording: A man sends a package to someone in Europe and gets
  3187. a note back saying "Thank you.  I received it."  Answer: This is just a
  3188. simpler version; the shipwreck situation is the same, and the man actually
  3189. did send his own arm.
  3190. 1.21b.  Variant wording: Two men throw a box off of a cliff.  Answer: Exactly
  3191. the same situation as in 1.21a (one slight variation has a hand in the box
  3192. instead of a whole arm), with the two men being two of the fellow passengers
  3193. who had already lost their arms.
  3194. 1.21c.  Variant wording: A man in a Sherlock Holmes-style cape walks into a
  3195. room, places a box on the table and leaves.  Answer: In this one he's wearing
  3196. the cape either to disguise the fact that he hasn't really cut off his
  3197. arm/hand as required, or else simply in order to hide his now-missing limb.
  3198. (from Joe Kincaid)
  3199.  
  3200. 1.22.  Two women are talking.  One goes into the bathroom, comes out five
  3201. minutes later, and kills the other.
  3202. 1.22.  Both women are white; the one whose house this takes place in is
  3203. single.  A black friend of the other woman, the one who goes into the
  3204. bathroom, was recently killed, reportedly by the KKK.  The woman who goes
  3205. into the bathroom discovers a bloodstained KKK robe in the other's laundry
  3206. hamper, picks up a nail file from the medicine cabinet (or some other
  3207. impromptu weapon), and goes out and kills the other.
  3208. 1.22a.  Variant: A man goes to hang his coat and realizes he will die that
  3209. day.  Answer: The man (who is black) has car trouble and is in need of a
  3210. telephone.  He asks at the nearest house and on being invited in goes to hang
  3211. his coat, whereupon he notices the white robes of the Ku Klux Klan in the
  3212. closet.  (from Bernd Wechner)
  3213.  
  3214. 1.23.  A man is sitting in bed.  He makes a phone call, saying nothing, and
  3215. then goes to sleep.  (SJ)
  3216. 1.23.  He is in a hotel, and is unable to sleep because the man in the
  3217. adjacent room is snoring.  He calls the room next door (from his own room
  3218. number he can easily figure out his neighbor's, and from the room number, the
  3219. telephone number).  The snorer wakes up, answers the phone.  The first man
  3220. hangs up without saying anything and goes to sleep before the snorer gets
  3221. back to sleep and starts snoring again.
  3222. 1.23a.  Slightly variant answer: It's a next-door neighbor in an apartment
  3223. building who's snoring, rather than in a hotel.  The caller thus knows his
  3224. neighbor and the phone number.
  3225.  
  3226. 1.24.  A man kills his wife, then goes inside his house and kills himself.
  3227. (DH original, from "Nightmare in Yellow," by Fredric Brown)
  3228. 1.24.  It's the man's fiftieth birthday, and in celebration of this he plans
  3229. to kill his wife, then take the money he's embezzled and move on to a new
  3230. life in another state.  His wife takes him out to dinner; afterward, on their
  3231. front step, he kills her.  He opens the door, dragging her body in with him,
  3232. and all the lights suddenly turn on and a group of his friends shout
  3233. "Surprise!"  He kills himself.  (Note that the whole first part, including
  3234. the motive, isn't really necessary; it was just part of the original story.)
  3235.  
  3236. 1.25.  Abel walks out of the ocean.  Cain asks him who he is, and Abel
  3237. answers.  Cain kills Abel.  (MWD original)
  3238. 1.25.  Abel is a prince of the island nation that he landed on.  A cruel and
  3239. warlike prince, he waged many land and naval battles along with his father
  3240. the king.  In one naval encounter, their ship sank, the king died, and the
  3241. prince swam to a deserted island where he spent several months building a
  3242. raft or small boat.  In the meantime, a regent was appointed to the island
  3243. nation, and he brought peace and prosperity.  When Prince Abel returned to
  3244. his kingdom, Cain (a native fisherman) realized that the peace of the land
  3245. would only be maintained if Abel did not reascend to his throne, and killed
  3246. the prince (with a piece of driftwood or some other impromptu weapon).
  3247.  
  3248. 1.26.  Two men enter a bar.  They both order identical drinks.  One lives;
  3249. the other dies.  (CR; partial JM wording)
  3250. 1.26.  The drinks contain poisoned ice cubes; one man drinks slowly, giving
  3251. them time to melt, while the other drinks quickly and thus doesn't get much
  3252. of the poison.  The fact that they drink at different speeds could be added
  3253. to the statement, possibly along with red herrings such as saying that one of
  3254. the men is big and burly and the other short and thin.
  3255.  
  3256. 1.27.  Joe leaves his house, wearing a mask and carrying an empty sack.  An
  3257. hour later he returns.  The sack is now full.  He goes into a room and turns
  3258. out the lights.  (AL)
  3259. 1.27.  Joe is a kid who goes trick-or-treating for Halloween.
  3260.  
  3261. 1.28.  A man takes a two-week cruise to Mexico from the U.S.  Shortly after
  3262. he gets back, he takes a three-day cruise which doesn't stop at any other
  3263. ports.  He stays in his cabin all the time on both cruises.  As a result, he
  3264. makes $250,000.  (MI, from "The Wager")
  3265. 1.28.  He's a smuggler.  On the first cruise, someone brings the contraband
  3266. to his cabin, and he hides it in an air conditioning duct.  Returning to the
  3267. U.S., he leaves without the contraband, and so passes through customs with no
  3268. trouble.  On the second trip, he has the same cabin on the same ship.
  3269. Because it doesn't stop anywhere, he doesn't have to go through customs when
  3270. he returns, so he gets the contraband off safely.
  3271.  
  3272. 1.29.  Hans and Fritz are German spies during World War II.  They try to
  3273. enter America, posing as returning tourists.  Hans is immediately arrested.
  3274. (JM)
  3275. 1.29.  Hans and Fritz do everything right up until they're filling out a
  3276. personal-information form and have to write down their birthdays.  Fritz'
  3277. birthday is, say, July 7, so he writes down 7/7/15.  Hans, however, was born
  3278. on, say, June 20, so he writes down 20/6/18 instead of what an American would
  3279. write, 6/20/18.  Note that this is only a problem because they *claim* to be
  3280. returning Americans; as has been pointed out to me, there are lots of other
  3281. nations which use the same date ordering.
  3282.  
  3283. 1.30.  Tim and Greg were talking.  Tim said "The terror of flight."  Greg
  3284. said "The gloom of the grave."  Greg was arrested.  (MPW original, from "No
  3285. Refuge Could Save," by Isaac Asimov)
  3286. 1.30.  Another WWII story.  Greg is a German spy.  His "friend" Tim is
  3287. suspicious, so he plays a word-association game with him.  When Tim says "The
  3288. land of the free," Greg responds with "The home of the brave."  Then Tim says
  3289. "The terror of flight," and Greg says "The gloom of the grave."  Any U.S.
  3290. citizen knows the first verse of the national anthem, but only a spy would
  3291. have memorized the third verse.  (Why Tim knew the third verse is left as an
  3292. exercise to the reader.)
  3293.  
  3294. 1.31.  A man is found dead in his parked car.  Tire tracks lead up to the car
  3295. and away.  (SD)
  3296. 1.31.  The dead man was the driver in a hit-and-run accident which paralyzed
  3297. its victim.  The victim did manage to get the license plate number of the
  3298. car; now in a wheelchair, he eventually tracked down the driver and shot and
  3299. killed him.
  3300.  
  3301. 1.32.  A man dies in his own home.  (ME original)
  3302. 1.32.  His home is a houseboat and he has run out of water while on an
  3303. extended cruise.
  3304. 1.32a.  Variant wording: A man dies of thirst in his own home.  This version
  3305. goes more quickly because it gives more information; but it may be less
  3306. likely to annoy people who think the original statement is too vague.
  3307.  
  3308. 1.33.  A woman in France in 1959 is waiting in her room, with all the doors
  3309. locked from the inside, for her husband to come home.  When he arrives, the
  3310. house has burned to the ground and she's dead.  (JM, from _How Come --
  3311. Again?_)
  3312. 1.33.  This is apparently a true story.  The hot sun reflected from the
  3313. woman's large mirror (which I speculate may have been imperfectly flat and
  3314. therefore focused the sunlight, but I don't know for sure) and heated the
  3315. lingerie she was wearing to the burning point.  She was absorbed in a book at
  3316. the time and didn't notice the heat until her clothing was afire.  Nobody
  3317. could get to her to help because her doors were locked from the inside.
  3318. Please disregard the version of this answer from previous editions of this
  3319. list; it's not true.
  3320.  
  3321. 1.34.  A man gets onto an elevator.  When the elevator stops, he knows his
  3322. wife is dead.  (LA; partial KH wording)
  3323. 1.34.  He's leaving a hospital after visiting his wife, who's on heavy
  3324. life-support.  When the power goes out, he knows she can't live without the
  3325. life-support systems (he assumes that if the emergency backup generator were
  3326. working, the elevator wouldn't lose power; this aspect isn't entirely
  3327. satisfactory, so in a variant, the scene is at home rather than in a
  3328. hospital).
  3329. 1.34a.  Variant: The music stops and a woman dies.  Answer: The woman is
  3330. confined in an iron lung, and the music is playing on her radio or stereo.
  3331. The power goes out.  (from Randy Whitaker) (See also #1.15a, #1.16, and
  3332. #1.19e.)
  3333.  
  3334. 1.35.  Three men die.  On the pavement are pieces of ice and broken glass.
  3335. (JJ)
  3336. 1.35.  A large man comes home to the penthouse apartment he shares with his
  3337. beautiful young wife, taking the elevator up from the ground floor.  He sees
  3338. signs of lovemaking in the bedroom, and assumes that his wife is having an
  3339. affair; her beau has presumably escaped down the stairs.  The husband looks
  3340. out the French windows and sees a good-looking man just leaving the main
  3341. entrance of the building.  The husband pushes the refrigerator out through
  3342. the window onto the young man below.  The husband dies of a heart attack from
  3343. overexertion; the young man below dies from having a refrigerator fall on
  3344. him; and the wife's boyfriend, who was hiding inside the refrigerator, also
  3345. dies from the fall.
  3346.  
  3347. 1.36.  She lost her job when she invited them to dinner.  (DS original)
  3348. 1.36.  Let's say "she" is named Suzy, and "they" are named Harry and Jane.
  3349. Harry is an elderly archaeologist who has found a very old skeleton, which
  3350. he's dubbed "Jane" (a la "Lucy").  Suzy is a buyer for a museum; she's
  3351. supposed to make some sort of purchase from Harry, so she invites him to have
  3352. a business dinner with her (at a restaurant).  When she calls to invite him,
  3353. he keeps talking about "Jane," so Suzy assumes that Jane is his wife and says
  3354. to bring her along.  Harry, offended, calls Suzy's boss and complains; since
  3355. Suzy should've known who Jane was, she gets fired.
  3356.  
  3357. 1.37.  A man is running along a corridor with a piece of paper in his hand.
  3358. The lights flicker and the man drops to his knees and cries out, "Oh no!"
  3359. (MP)
  3360. 1.37.  The man is delivering a pardon, and the flicker of the lights
  3361. indicates that the person to be pardoned has just been electrocuted.
  3362.  
  3363. 1.38.  A car without a driver moves; a man dies.  (EMS)
  3364. 1.38.  The murderer sets the car on a slope above the hot dog stand where the
  3365. victim works.  He then wedges an ice block in the car to keep the brake pedal
  3366. down, and puts the car in neutral, after which he flies to another city to
  3367. avoid suspicion.  It's a warm day; when the ice melts, the car rolls down the
  3368. hill and strikes the hot dog man at his roadside stand, killing him.
  3369.  
  3370. 1.39.  As I drive to work on my motorcycle, there is one corner which I go
  3371. around at a certain speed whether it's rainy or sunny.  If it's cloudy but
  3372. not raining, however, I usually go faster.  (SW original)
  3373. 1.39.  There's a car wash on that corner.  On rainy days, the rain reduces
  3374. traction.  On sunny days, water from the car wash has the same effect.  If
  3375. rain is threatening, though, the car wash gets little business and thus
  3376. doesn't make the road wet, so I can take the corner faster.
  3377.  
  3378. 1.40.  A woman throws something out a window and dies.  (JM)
  3379. 1.40.  The object she throws is a boomerang.  It flies out, loops around, and
  3380. comes back and hits her in the head, killing her.  Boomerangs do not often
  3381. return so close to the point from which they were thrown, but I believe it's
  3382. possible for this to happen.
  3383. 1.40a.  Silly variant answer: She's in a submarine or spacecraft and throws a
  3384. heavy object at the window, which breaks.
  3385.  
  3386. 1.41.  An avid birdwatcher sees an unexpected bird.  Soon he's dead.  (RSB
  3387. original)
  3388. 1.41.  He is a passenger in an airplane and sees the bird get sucked into an
  3389. engine at 20,000 feet.
  3390.  
  3391. 1.42.  There are a carrot, a pile of pebbles, and a pipe lying together in
  3392. the middle of a field.  (PRO; partial JM wording)
  3393. 1.42.  They're the remains of a melted snowman.
  3394.  
  3395. 1.43.  Two brothers are involved in a murder.  Though it's clear that one of
  3396. them actually committed the crime, neither can be punished.  (This is
  3397. different from #1.6.)  (from "Unreasonable Doubt," by Stanley Ellin)
  3398. 1.43.  One of the brothers (A) confesses to the murder.  At his trial, his
  3399. brother (B) is called as the only defense witness; B immediately confesses,
  3400. in graphic detail, to having committed the crime.  The defense lawyer refuses
  3401. to have the trial stopped, and A is acquitted under the "reasonable doubt"
  3402. clause.  Immediately afterward, B goes on trial for the murder; A is called
  3403. as the only defense witness and HE confesses.  B is declared innocent; and
  3404. though everyone knows that ONE of them did it, how can they tell who?
  3405. Further, neither can be convicted of perjury until it's decided which of them
  3406. did it...  I don't know if that would actually work under the US legal
  3407. system, but someone else who heard the story said that his father was on the
  3408. jury for a VERY similar case in New York some years ago.  Mark Brader points
  3409. out that the brothers might be convicted of conspiracy to commit perjury or
  3410. to obstruct justice, or something of that kind.
  3411.  
  3412. 1.44.  An ordinary American citizen, with no passport, visits over thirty
  3413. foreign countries in one day.  He is welcomed in each country, and leaves
  3414. each one of his own accord.  (PRO)
  3415. 1.44.  He is a mail courier who delivers packages to the different foreign
  3416. embassies in the United States.  The land of an embassy belongs to the
  3417. country of the embassy, not to the United States.
  3418.  
  3419. 1.45.  If he'd turned on the light, he'd have lived.  (JM)
  3420. 1.45.  A man was shot during a robbery in his store one night.  He staggered
  3421. into the back room, where the telephone was, and called home, dialing by feel
  3422. since he hadn't turned on the light.  Once the call went through he gasped,
  3423. "I'm at the store.  I've been shot.  Help!" or words to that effect.  He set
  3424. the phone down to await help, but none came; he'd treated the telephone
  3425. pushbuttons like cash register numbers, when the arrangements of the numbers
  3426. are upside down reflections of each other.  The stranger he'd dialed had no
  3427. way to know where "the store" was.
  3428.  
  3429. 1.46.  A man is found dead on the floor in the living room.  (ME original)
  3430. 1.46.  The dead man was playing Santa Claus, for whatever reason; he slipped
  3431. while coming down the chimney and broke his neck.
  3432. 1.46a.  Variant answer: The dead man WAS Santa Claus.  This moves the puzzle
  3433. to section 2 as far as I'm concerned.
  3434.  
  3435. 1.47.  A man is found dead outside a large building with a hole in him.  (JM,
  3436. modified from PRO)
  3437. 1.47.  The man was struck by an object thrown from the roof of the Empire
  3438. State Building.  Originally I had the object being a penny, but several
  3439. people suggested that a penny probably wouldn't be enough to penetrate
  3440. someone's skull.  Something aerodynamic and heavier, like a dart, was
  3441. suggested, but I don't know how much mass would be required.
  3442. 1.47a.  Variant: A man is found dead outside a large marble building with
  3443. three holes in him.  Answer: The man was a paleontologist working with the
  3444. Archaeological Research Institute.  He was reviving a triceratops frozen in
  3445. the ice age when it came to life and killed him.  This couldn't possibly
  3446. happen because triceratops didn't exist during the ice age.  (from Peter R.
  3447. Olpe)
  3448.  
  3449. 1.48.  A man is found dead in an alley lying in a red pool with two sticks
  3450. crossed near his head.  (PRO)
  3451. 1.48.  The man died from eating a poisoned popsicle.
  3452.  
  3453. 1.49.  A man lies dead next to a feather.  (PRO)
  3454. 1.49.  The man was a sword swallower in a carnival side-show.  While he was
  3455. practicing, someone tickled his throat with the feather, causing him to gag.
  3456.  
  3457. 1.50.  There is blood on the ceiling of my bedroom.  (MI original)
  3458. 1.50.  A mosquito bit me, and I swatted it when it later landed on my ceiling
  3459. (so the blood is my own as well as the mosquito's).
  3460.  
  3461. 1.51.  A man wakes up one night to get some water.  He turns off the light
  3462. and goes back to bed.  The next morning he looks out the window, screams, and
  3463. kills himself.  (CR; KK wording)
  3464. 1.51.  The man is a lighthouse keeper.  He turns off the light in the
  3465. lighthouse and during the night a ship crashes on the rocks.  Seeing this the
  3466. next morning, the man realizes what he's done and commits suicide.
  3467. 1.51a.  Variant, similar to #1.15: The light goes out and a man dies.
  3468. Answer: The lighthouse keeper uses his job as an alibi while he's elsewhere
  3469. committing a crime, but the light goes out and a ship crashes, thereby
  3470. disproving the alibi.  The lighthouse keeper kills himself when he realizes
  3471. his alibi is no good.  (From Eric Wang)
  3472. 1.51b.  Variant answer to 1.51a: Someone else's alibi is disproven.  (A man
  3473. commits a heinous crime, claiming as his alibi that he was onboard a certain
  3474. ship.  When he learns that it was wrecked without reaching port safely, he
  3475. realizes that his alibi is disproven and commits suicide to avoid being sent
  3476. to prison.)  (From Eric Wang)
  3477.  
  3478. 1.52.  She grabbed his ring, pulled on it, and dropped it.  (JM, from _Math
  3479. for Girls_)
  3480. 1.52.  They were skydiving.  He broke his arm as he jumped from the plane by
  3481. hitting it on the plane door; he couldn't reach his ripcord with his other
  3482. arm.  She pulled the ripcord for him.
  3483. 1.52a.  Sketch of variant answer: The ring was attached to the pin of a
  3484. grenade that he was holding.  Develop a situation from there.
  3485.  
  3486. 1.53.  A man sitting on a park bench reads a newspaper article headlined
  3487. "Death at Sea" and knows a murder has been committed.
  3488. 1.53.  The man is a travel agent.  He had sold someone two tickets for an
  3489. ocean voyage, one round-trip and one one-way.  The last name of the man who
  3490. bought the tickets is the same as the last name of the woman who "fell"
  3491. overboard and drowned on the same voyage, which is the subject of the article
  3492. he's reading.
  3493.  
  3494. 1.54.  A man tries the new cologne his wife gave him for his birthday.  He
  3495. goes out to get some food, and is killed.  (RW original)
  3496. 1.54.  The man is a beekeeper, and the bees attack en masse because they
  3497. don't recognize his fragrance.  Randy adds that this is based on something
  3498. that actually happened to his grandfather, a beekeeper who was severely
  3499. attacked by his bees when he used a new aftershave for the first time in 10
  3500. or 20 years.
  3501.  
  3502. 1.55.  A man in uniform stands on the beach of a tropical island.  He takes
  3503. out a cigarette, lights it, and begins smoking.  He takes out a letter and
  3504. begins reading it.  The cigarette burns down between his fingers, but he
  3505. doesn't throw it away.  He cries.  (RW)
  3506. 1.55.  He is a guard / attendant in a leper colony.  The letter (to him)
  3507. tells him that he has contracted the disease.  The key is the cigarette
  3508. burning down between his fingers -- leprosy is fairly unique in killing off
  3509. sensory nerves without destroying motor ability.
  3510.  
  3511. 1.56.  A man went into a restaurant, had a large meal, and paid nothing for
  3512. it.  (JM original)
  3513. 1.56.  The man was a famous artist.  A woman who collected autographs saw him
  3514. dining; after he left the restaurant, she purchased the check that he used to
  3515. pay for the meal from the restaurant manager.  The check was therefore never
  3516. cashed, so the artist never paid for the meal.
  3517.  
  3518. 1.57.  A married couple goes to a movie.  During the movie the husband
  3519. strangles the wife.  He is able to get her body home without attracting
  3520. attention.  (from _Beyond the Easy Answer_)
  3521. 1.57.  The movie is at a drive-in theatre.
  3522.  
  3523. 1.58.  A man ran into a fire, and lived.  A man stayed where there was no
  3524. fire, and died.  (Eric Wang original)
  3525. 1.58.  The two men were working in a small room protected by a carbon dioxide
  3526. gas fire extinguisher system, when a fire broke out in an adjoining room.
  3527. One of the men ran through the fire and escaped with only minor burns.  The
  3528. other one stayed in the room until the fire extinguishers kicked in, and died
  3529. of oxygen starvation.  (This originally involved a halon gas extinguisher,
  3530. but those don't work that way; fortunately, Gisle Hannemyr pointed out that
  3531. CO2 extinguishers do work that way.  Gisle says a CO2 extinguisher on a
  3532. Norwegian ship a few years ago did go off accidentally when there was no
  3533. fire, killing everyone in the engine room.)
  3534.  
  3535. 1.59.  A writer with an audience of millions insisted that he was never to be
  3536. interrupted while writing.  After the day when he actually was interrupted,
  3537. he never wrote again.  (JM, from _How Come?_)
  3538. 1.59.  He was a skywriter whose plane crashed into another plane.
  3539.  
  3540. 1.60.  Beulah died in the Appalachians, while Craig died at sea.  Everyone
  3541. was much happier with Craig's death.  (JM, from _How Come?_)
  3542. 1.60.  Beulah and Craig were hurricanes.
  3543.  
  3544. 1.61.  Mr. Browning is glad the car ran out of gas.  (JM, from _Home Come?_)
  3545. 1.61.  Mr. and Mrs. Browning had just gotten married.  Mrs. Browing was
  3546. subject to fits of depression.  They had their first fight soon after they
  3547. were married; Mr. Browning stormed out of the house, and Mrs.  Browning went
  3548. into the garage and started up the car, intending to kill herself by filling
  3549. the garage with car exhaust.  But the car ran out of gas quickly, and Mr.
  3550. Browning, returning home to apologize, found Mrs. Browning in time to summon
  3551. help and restore her to health.
  3552.  
  3553. 1.62.  A man is sitting suspended over two pressurized containers.  Suddenly,
  3554. he dies.  (NK original)
  3555. 1.62.  He's riding a bicycle or motorcycle, and he crashes and dies.
  3556.  
  3557. 1.63.  A man leaves a motel room, goes to his car, and honks the horn.  (AS
  3558. original)
  3559. 1.63.  It's the middle of the night.  The man goes outside to get something
  3560. from his car, but as the parking lot is set apart from the building, he
  3561. forgets which room he was in.  His wife is deaf, so he honks the car horn
  3562. loudly, waking up everyone else in the motel.  The other residents all get up
  3563. and turn on their room lights; the man then returns to the one dark room.
  3564.  
  3565. 1.64.  Two dead people sit in their cars on a street.  (AG)
  3566. 1.64.  Because there was a heavy fog, two people driving in opposite
  3567. directions on the same road both stuck their heads out of their windows to
  3568. better see the road's center line.  Their heads hit each other at high speed,
  3569. killing them both.  Andreas says this is based on an actual accident.
  3570.  
  3571. 1.65.  A woman lies dead in the street near a car.  (AG)
  3572. 1.65.  She was on a motorcycle, and her long hair got caught on the car's
  3573. antenna.  It ripped out part of her scalp and she bled to death.  Andreas
  3574. says this is also based on an actual accident.
  3575.  
  3576. 1.66.  A riverboat filled with passengers suddenly capsized, drowning most of
  3577. those aboard.  (from _How Come -- Again?_)
  3578. 1.66.  The boat was moving along a river in India when a large snake dropped
  3579. onto the deck.  The passengers all rushed to the other side of the boat,
  3580. thereby overturning it.  This is apparently based on a true incident reported
  3581. in the _World Almanac_.
  3582.  
  3583.  
  3584.  
  3585. Section 2: Double meanings, fictional settings, and miscellaneous others.
  3586.  
  3587. 2.1.  A man shoots himself, and dies.  (HL) (This is different from #2.2.)
  3588. 2.1.  The man is a heroin addict, and has contracted AIDS by using an
  3589. infected needle.  In despair, he shoots himself up with an overdose, thereby
  3590. committing suicide.
  3591.  
  3592. 2.2.  A man walks into a room, shoots, and kills himself.  (HL) (This is
  3593. different from #2.1.)
  3594. 2.2.  The man walks into a casino and goes to the craps table.  He bets all
  3595. the money he owns, and shoots craps.  Since he is now broke, he becomes
  3596. despondent and commits suicide.
  3597.  
  3598. 2.3.  Adults are holding children, waiting their turn.  The children are
  3599. handed (one at a time, usually) to a man, who holds them while a woman shoots
  3600. them.  If the child is crying, the man tries to stop the crying before the
  3601. child is shot.  (ML)
  3602. 2.3.  Kids getting their pictures taken with Santa.  I see #2.1, #2.2, and
  3603. #2.3 as different enough from each other to merit separate numbers, although
  3604. they all rely on the same basic gimmick of alternate meanings of the word
  3605. "shoot."
  3606.  
  3607. 2.4.  Hiking in the mountains, you walk past a large field and camp a few
  3608. miles farther on, at a stream.  It snows in the night, and the next day you
  3609. find a cabin in the field with two dead bodies inside.  (KL; KD and partial
  3610. JM wording)
  3611. 2.4.  It's the cabin of an airplane that crashed there because of the
  3612. snowstorm.
  3613. 2.4a.  Variant wording: A cabin, on the side of a mountain, locked from the
  3614. inside, is opened, and 30 people are found dead inside.  They had plenty of
  3615. food and water.  (from Ron Carter)
  3616.  
  3617. 2.5.  A man marries twenty women in his village but isn't charged with
  3618. polygamy.
  3619. 2.5.  He's a priest; he is marrying them to other people, not to himself.
  3620.  
  3621. 2.6.  A man is alone on an island with no food and no water, yet he does not
  3622. fear for his life.  (MN)
  3623. 2.6.  The "island" is a traffic island.
  3624.  
  3625. 2.7.  Joe wants to go home, but he can't go home because the man in the mask
  3626. is waiting for him.  (AL wording)
  3627. 2.7.  A baseball game is going on.  The base-runner sees the catcher waiting
  3628. at home plate with the ball, and so decides to stay at third base to avoid
  3629. being tagged out.
  3630. 2.7a.  Variant: Two men are in a field.  One is wearing a mask.  The other
  3631. man is running towards him to avoid him.  Answer: the same, but the catcher
  3632. isn't right at home plate; the runner is trying to get home before the
  3633. catcher can.  (from Hal Lowery, by way of Chris Riley)  This phrasing would
  3634. allow the puzzle to migrate to section 1, but I don't like it as much.
  3635.  
  3636. 2.8.  A man is doing his job when his suit tears.  Fifteen minutes later,
  3637. he's dead.  (RM)
  3638. 2.8.  The man is an astronaut out on a space walk.
  3639.  
  3640. 2.9.  A dead man lies near a pile of bricks and a beetle on top of a book.
  3641. (MN)
  3642. 2.9.  The man was an amateur mechanic, the book is a Volkswagen service
  3643. manual, the beetle is a car, and the pile of bricks is what the car fell off
  3644. of.
  3645.  
  3646. 2.10.  At the bottom of the sea there lies a ship worth millions of dollars
  3647. that will never be recovered.  (TF original)
  3648. 2.10.  The Eagle landed in the Sea of Tranquility and will likely remain
  3649. there for the foreseeable future.
  3650.  
  3651. 2.11.  A man is found dead in the arctic with a pack on his back.  (This is
  3652. different from #1.12, #1.13, and #2.12.)  (PRO)
  3653. 2.11.  It's a wolf pack; they've killed and eaten (most of) the man.
  3654.  
  3655. 2.12.  There is a dead man lying in the desert next to a rock.  (This is
  3656. different from #1.12, #1.13, and #2.11.)  (GH)
  3657. 2.12.  The dead man is Superman; the rock is Green Kryptonite.  Invent a
  3658. reasonable scenario from there.
  3659.  
  3660. 2.13.  As a man jumps out of a window, he hears the telephone ring and
  3661. regrets having jumped.  (from "Some Days are Like That," by Bruce J.
  3662. Balfour; partial JM wording)
  3663. 2.13.  This is a post-holocaust scenario of some kind; for whatever reason,
  3664. the man believes himself to be the last human on earth.  He doesn't want to
  3665. live by himself, so he jumps, just before the telephone rings...  (of course,
  3666. it could be a computer calling, but he has no way of knowing).
  3667.  
  3668. 2.14.  Two people are playing cards.  One looks around and realizes he's
  3669. going to die.  (JM original)
  3670. 2.14.  The one who looks around sees his own reflection in the window (it's
  3671. dark outside), but not his companion's.  Thus, he realizes the other is a
  3672. vampire, and that he's going to be killed by him.
  3673.  
  3674. 2.15.  A man lies dead in a room with fifty-three bicycles in front of him.
  3675. 2.15.  The "bicycles" are Bicycle playing cards; the man was cheating at
  3676. cards, and when the extra card was found, he was killed by the other players.
  3677. 2.15a.  Variant: There are 53 bees instead of 53 bicycles.  Answer: The same
  3678. (Bee is another brand of playing cards).
  3679. 2.15b.  Variant: There are 51 instead of 53.  Answer: Someone saw the guy
  3680. conceal a card, and proved the deck was defective by turning it up and
  3681. pointing out the missing ace.  Or, the game was bridge, and the others
  3682. noticed the cheating when the deal didn't come out even.  The man had palmed
  3683. an ace during the shuffle and meant to put it in his own hand during the
  3684. deal, but muffed it.  (both answers from Mark Brader)
  3685.  
  3686. 2.16.  A horse jumps over a tower and lands on a man, who disappears.  (ES
  3687. original)
  3688. 2.16.  A chess game; knight takes pawn.
  3689. 2.16a.  Variant: It's the year 860 A.D., at Camelot.  Two priests are sitting
  3690. in the castle's chapel.  The queen attacks the king.  The two priests rise,
  3691. shake hands, and leave the room.  Answer: The two priests are playing chess;
  3692. one of them just mated by moving his queen.  (from Ellen M. Sentovich)
  3693. 2.16b.  Variant: A black leader dies in Africa.  Answer: The black leader is
  3694. a chess king, and the game was played in Africa.  (from Erick Brethenoux)
  3695.  
  3696. 2.17.  A train pulls into a station, but none of the waiting passengers move.
  3697. (MN)
  3698. 2.17.  It's a model train set.
  3699. 2.17a.  Variant: The Orient Express is derailed and a kitten plays nearby.
  3700. Answer: The Orient Express is a model train which has been left running
  3701. unattended.  The kitten has playfully derailed it.  (from Bernd Wechner)
  3702.  
  3703. 2.18.  A man pushes a car up to a hotel and tells the owner he's bankrupt.
  3704. (DVS; partial AL and JM wording)
  3705. 2.18.  It's a game of Monopoly.
  3706. 2.18a.  Variant: The car came out of the blue and the man came into some
  3707. money.  Answer: The same; in this case the car token passes Go and the player
  3708. collects $200.  (from "Mo," whose full name I missed)
  3709.  
  3710. 2.19.  Three large people try to crowd under one small umbrella, but nobody
  3711. gets wet.  (CC)
  3712. 2.19.  The sun is shining; there's no rain.
  3713.  
  3714. 2.20.  A black man dressed all in black, wearing a black mask, stands at a
  3715. crossroads in a totally black-painted town.  All of the streetlights in town
  3716. are broken.  There is no moon.  A black-painted car without headlights drives
  3717. straight toward him, but turns in time and doesn't hit him.  (AL and RM
  3718. wording)
  3719. 2.20.  It's daytime; the sun is out.
  3720.  
  3721. 2.21.  Bob and Carol and Ted and Alice all live in the same house.  Bob and
  3722. Carol go out to a movie, and when they return, Alice is lying dead on the
  3723. floor in a puddle of water and glass.  It is obvious that Ted killed her but
  3724. Ted is not prosecuted or severely punished.
  3725. 2.21.  Alice is a goldfish; Ted is a cat.
  3726. 2.21a.  A very common variant uses the names Romeo and Juliet instead, to
  3727. further mislead audiences.  For example: Romeo is looking down on Juliet's
  3728. dead body, which is on the floor surrounded by water and broken glass.  (from
  3729. Adam Carlson)
  3730. 2.21b.  Minor variant: Tom and Jean lay dead in a puddle of water with broken
  3731. pieces of glass and a baseball nearby.  Answer: Tom and Jean are both fish;
  3732. it was a baseball, rather than a cat, that broke their tank.  (from Mike
  3733. Reymond)
  3734.  
  3735. 2.22.  A man rides into town on Friday.  He stays one night and leaves on
  3736. Friday.  (KK)
  3737. 2.22.  Friday is a horse.
  3738. 2.22a.  Variant with the same basic gimmick: A woman comes home, sees
  3739. Spaghetti on the wall and kills her husband.  Answer: Spaghetti was the name
  3740. of her pet dog.  Her husband had it stuffed and mounted after it made a mess
  3741. on his rug.  (Simon Travaglia original)
  3742.  
  3743. 2.23.  Bruce wins the race, but he gets no trophy.  (EMS)
  3744. 2.23.  Bruce is a horse.
  3745.  
  3746. 2.24.  A woman opens an envelope and dyes.  (AL)
  3747. 2.24.  Should be done orally; the envelope is an envelope of dye, and she's
  3748. dying some cloth, but it sounds like "opens an envelope and dies" if said out
  3749. loud.
  3750.  
  3751. 2.25.  A man was brought before a tribal chief, who asked him a question.  If
  3752. he had known the answer, he probably would have died.  He didn't, and lived.
  3753. (MWD original)
  3754. 2.25.  The native chief asked him, "What is the third baseman's name in the
  3755. Abbot and Costello routine 'Who's on First'?"  The man, who had no idea, said
  3756. "I don't know," the correct answer.  However, he was a major smartass, so if
  3757. he had known the answer he would have pointed out that What was the SECOND
  3758. baseman's name.  The chief, being quite humorless, would have executed him on
  3759. the spot.  This is fairly silly, but I like it too much to remove it from the
  3760. list.
  3761.  
  3762. 2.26.  Two men are found dead outside of an igloo.  (SK original)
  3763. 2.26.  The men have gone spelunking and have taken an Igloo cooler with them
  3764. so they can have a picnic down in the caves.  They cleverly used dry ice to
  3765. keep their beer cold, not realizing that as the dry ice sublimed (went from
  3766. solid state to vapor state) it would push the lighter oxygen out of the cave
  3767. and they would suffocate.
  3768.  
  3769. 2.27.  A man is born in 1972 and dies in 1952 at the age of 25.  (DM)
  3770. 2.27.  He's born in room number 1972 of a hospital and dies in room number
  3771. 1952.  The numbers can of course vary; it was originally set up with those
  3772. numbers reversed (born in 1952, died in 1972), but I like it better this way.
  3773.  
  3774.  
  3775.  
  3776. Attributions key:
  3777.  
  3778.    When I know who first told me the current version of a puzzle, I've put
  3779. initials in parentheses after the puzzle statement; this is the key to those
  3780. acknowledgments.  The word "original" following an attribution means that, to
  3781. the best of my knowledge, the cited person invented that puzzle.  If a given
  3782. puzzle isn't marked "original" but is attributed, that just means that's the
  3783. first person I heard it from.  I would appreciate it if attributions for
  3784. originals were not removed; however, this list is hereby entered into the
  3785. public domain, so do with it what you wish.
  3786.  
  3787. LA == Laura Almasy               RSB == Ranjit S. Bhatnagar       
  3788. CC == Chris Cole                 MC == Matt Crawford
  3789. MWD == Matthew William Daly      KD == Ken Duisenberg
  3790. SD == Sylvia Dutcher             ME == Marguerite Eisenstein
  3791. TF == Thomas Freeman             AG == Andreas Gammel
  3792. JH == Joaquin Hartman            MH == Marcy Hartman
  3793. KH == Karl Heuer                 GH == Geoff Hopcraft
  3794. DH == David Huddleston           MI == Mark Isaak
  3795. SJ == Steve Jacquot              JJ == J|rgen Jensen
  3796. KK == Karen Karp                 NK == Nev King
  3797. SK == Shelby Kilmer              KL == Ken Largman
  3798. AL == Andy Latto                 HL == Howard Lazoff
  3799. ML == Merlyn LeRoy               DM == Dan Murray
  3800. RM == "Reaper Man" (real name unknown)
  3801. TM == Ted McCabe                 JM == Jim Moskowitz
  3802. DM == Damian Mulvena             MN == Jan Mark Noworolski
  3803. PRO == Peter R. Olpe (from his list)
  3804. MP == Martin Pitwood             CR == Charles Renert
  3805. EMS == Ellen M. Sentovich (from her list)
  3806. AS == Annie Senghas              ES == Eric Stephan
  3807. DS == Diana Stiefbold            ST == Simon Travaglia
  3808. DVS == David Van Stone           RW == Randy Whitaker
  3809. MPW == Matthew P Wiener          SW == Steve Wilson (not sure of name)
  3810.  
  3811. Special thanks to Jim Moskowitz, Karl Heuer, and Mark Brader, for a lot of
  3812. discussion of small but important details and wording.
  3813.  
  3814.  
  3815.  
  3816. Notes and comments:
  3817.  
  3818.    My outtakes list (items removed from this list for various reasons, most
  3819. of which came down to the fact that I didn't like them) is now available from
  3820. the rec.puzzles archive server.
  3821.  
  3822.    There are many possible wordings for most of the puzzles in this list.
  3823. Most of them have what I consider the best wording of the variants I've
  3824. heard; if you think there's a better way of putting one or more of them, or
  3825. if you don't like my categorization of any of them, or if you have any other
  3826. comments or suggestions, please drop me a note.  If you know others not on
  3827. this list, please send them to me.
  3828.    Of course, in telling a group of players one of these situations, you can
  3829. add or remove details, either to make getting the answer harder or easier, or
  3830. simply to throw in red herrings.  I've made a few specific suggestions along
  3831. these lines in the answer list, available in a separate file.  Also in the
  3832. answer list are variant problem statements and variant answers.
  3833.  
  3834.  
  3835.  
  3836. Bibliography:
  3837.  
  3838.    The game of situation puzzles is also known by a variety of other names:
  3839. mystery questions, story riddles, lateral thinking puzzles, mini-mysteries,
  3840. minute mysteries, missing links, how come?, situational puzzles, law school
  3841. puzzles, quistels (in the Netherlands and other parts of Europe), mystery
  3842. puzzles, and so on.  I prefer the term 'situation puzzles,' but I change my
  3843. mind every few years when a new term that I like more comes along.  At any
  3844. rate, here are some sources for these puzzles, under a variety of names.
  3845. Unfortunately, almost all of these books are out of print and extremely
  3846. difficult to find.  Try inter-library loan, and be prepared to wait.  I don't
  3847. know of any such books outside of the US (though at least the Sloane book is
  3848. also printed in Canada, Europe, and Australia), but I'd be happy to include
  3849. references to such in future editions if anyone sends me bibliographical
  3850. info.
  3851.    On this edition of my list, I have included a few puzzles from these books
  3852. which I didn't previously have.  I've paraphrased them and cited the sources,
  3853. which I hope should be good enough to avoid copyright infringement; however,
  3854. I hope to contact the various copyright holders soon and get explicit
  3855. permission to include more of their puzzles.  If I fail to get that
  3856. permission, a few of the items on this list may go away in the next edition.
  3857.  
  3858.    _Games_ magazine (bibliographical data currently unavailable).  They ran a
  3859. situation-puzzle contest recently, but I have yet to see any of the results.
  3860.  
  3861.    _Math for Girls_ (bibliographical data unavailable).
  3862.  
  3863.    Rogers, Agnes, _How Come?_ (1953: Doubleday & Company, Inc., New York).
  3864. Library of Congress catalog number 53-5756.  OCLC #1612919.  The author may
  3865. also be listed as Agnes Rogers Allen.  With its sequel (see below), the
  3866. classic volume on the subject; is probably the original source for quite a
  3867. few standard situation puzzles, though Rogers says she does not know who
  3868. invented the form.  Nor does she know the source of most of those she
  3869. includes -- like all good folklore, situation puzzles are difficult to trace
  3870. to their origins.  Unfortunately, both these books are long out of print.
  3871. Besides their historical value, these two come furnished with delightful
  3872. illustrations of various wrong approaches to some of the puzzles.  These
  3873. versions were definitely intended to be read from the book, though; the
  3874. puzzle statements are much more long-winded than the versions in my list.
  3875.  
  3876.    Rogers, Agnes, and Sheehan, Richard G., _How Come -- Again?_ (1960:
  3877. Doubleday & Company, Inc., New York).  Library of Congress catalog number
  3878. 60-13745.  OCLC #2580602.
  3879.  
  3880.    Sloane, Paul, _Lateral Thinking Puzzlers_ (1992: Sterling Publishing Co.,
  3881. Inc., 387 Park Avenue South, New York, 10016).  ISBN 0-8069-8227-6.  There's
  3882. a lot of overlap here with the rec.puzzles archives, including a lot of
  3883. puzzles that I wouldn't even consider doing as situation puzzles (such as the
  3884. infamous "12 balls" problem).  Still, it does have one or two nice situation
  3885. puzzles in it.  Warning: these are not lateral thinking puzzles in the sense
  3886. in which I like to use that phrase -- each puzzle has a definite correct
  3887. answer, and creativity and sideways leaps of logic aren't rewarded unless
  3888. they result in that answer.  Cover price $US 4.95; should be available (or
  3889. orderable) in most chain bookstores in the US.
  3890.  
  3891.    _Stories With Holes_ (bibliographical data unavailable).
  3892.  
  3893.    Weintraub, Richard, and Krieger, Richard, _Beyond the Easy Answer:
  3894. exploring new perspectives through creative problem-solving games_ (1979:
  3895. Zenger Publications, Inc., Gateway Station 802, Culver City, CA 90230).  ISBN
  3896. 0-934508-00-3.  Contains a variety of puzzles and games, most of which aren't
  3897. really situation puzzles (and many of which are in the rec.puzzles archives),
  3898. plus some creativity games.  Out of print.
  3899.  
  3900.  
  3901.  
  3902. History of List:
  3903.  
  3904.    original compilation            11/28/87
  3905.    major revision                  08/09/89
  3906.    further additions               08/23/89 - 10/21/90
  3907.    variants added to answer list   07/04/90
  3908.    editing and renumbering         07/25/90 - 11/11/90
  3909.    items removed; title changed    09/20/90 - 11/11/90
  3910.    editing and additions           02/26/92 - 09/17/92
  3911.    more additions (incl. biblio.)  03/31/93 - 05/03/93
  3912.  
  3913.  
  3914.  
  3915. --Jed Hartman
  3916. logos@random.esd.sgi.com (as of 5/93)
  3917.  
  3918. ==> logic/smullyan/black.hat.p <==
  3919. Three logicians, A, B, and C, are wearing hats, which they know are either
  3920. black or white but not all white. A can see the hats of B and C; B can see
  3921. the hats of A and C; C is blind.  Each is asked in turn if they know the color
  3922. of their own hat.  The answers are:
  3923.     A: "No."
  3924.     B: "No."
  3925.     C: "Yes."
  3926. What color is C's hat and how does she know?
  3927.  
  3928. ==> logic/smullyan/black.hat.s <==
  3929. A must see at least one black hat, or she would know that her hat is black
  3930. since they are not all white.  B also must see at least one black hat, and
  3931. further, that hat had to be on C, otherwise she would know that her
  3932. hat was black (since she knows A saw at least one black hat).  So C knows
  3933. that her hat is black, without even seeing the others' hats.
  3934.  
  3935. ==> logic/smullyan/fork.three.men.p <==
  3936. Three men stand at a fork in the road.  One fork leads to Someplaceorother;
  3937. the other fork leads to Nowheresville.  One of these people always answers
  3938. the truth to any yes/no question which is asked of him.  The other always
  3939. lies when asked any yes/no question.  The third person randomly lies and
  3940. tells the truth.  Each man is known to the others, but not to you.
  3941. What is the least number of yes/no questions you can ask of these men and
  3942. pick the road to Someplaceorother?  Does the answer change if the third
  3943. man randomly answers?
  3944.  
  3945. ==> logic/smullyan/fork.three.men.s <==
  3946. One question, and you only need one man of any type:
  3947. "If I were to ask you whether the left fork leads to Someplaceorother,
  3948. and you chose to answer that question with the same degree of truth as
  3949. you answer this question, would you then answer 'yes'?"
  3950.  
  3951. The truthteller will say "yes" if the left fork leads to Someplaceorother,
  3952. and "no" otherwise.  The liar will answer the same, since he will lie about
  3953. where the left fork leads, and he will lie about lying.  The randomizer
  3954. may either lie or tell the truth about this one question, but either way
  3955. he is behaving like either the truthteller or the liar and thus must
  3956. correctly report the road to Someplaceorother.
  3957.  
  3958. If however the third person randomly answers yes or no it is clear that
  3959. you must ask at least two questions, since you might be asking the
  3960. first one of the randomizer and there is nothing you can tell from his
  3961. answers.
  3962.  
  3963. Start by asking A "Is B more likely to tell the truth than C?"
  3964.  
  3965. If he answers "yes", then:
  3966.    If A is truthteller, B is randomizer, C is liar.
  3967.    If A is liar, B is randomizer, C is truthteller.
  3968.    If A is randomizer, C is truthteller or liar.
  3969.  
  3970. If he answers "no", then:
  3971.    If A is truthteller, B is liar, C is randomizer.
  3972.    If A is liar, B is truthteller, C is randomizer.
  3973.    If A is randomizer, B is truthteller or liar.
  3974.  
  3975. In either case, we now know somebody (C or B, respectively) who is
  3976. either a truthteller or liar.  Now, use the technique for finding
  3977. information from a truthteller/liar, viz., you ask him the following
  3978. question:  "If I were to ask you if the left fork leads to
  3979. Someplaceorother, would you say 'yes'?"
  3980.  
  3981. If the answer is "yes", take the left fork, if "no" take the right fork.
  3982.  
  3983. ==> logic/smullyan/fork.two.men.p <==
  3984. Two men stand at a fork in the road.  One fork leads to Someplaceorother; the
  3985. other fork leads to Nowheresville.  One of these people always answers the
  3986. truth to any yes/no question which is asked of him.  The other always lies
  3987. when asked any yes/no question.  By asking one yes/no question, can you
  3988. determine the road to Someplaceorother?
  3989.  
  3990. ==> logic/smullyan/fork.two.men.s <==
  3991. The fact that there are two is a red herring - you only need one of 
  3992. either type.  You ask him the following question: "If I were to ask
  3993. you if the left fork leads to Someplaceorother, would you say 'yes'?"
  3994.  
  3995. If the person asked is a truthteller, he will answer "yes" if the left
  3996. fork leads to Someplaceorother, and "no" otherwise.  But so will the
  3997. liar.  So, either way, go left is the answer is "yes", and right otherwise.
  3998.  
  3999. It is possible, of course, that the liars are malicious, and they will tell
  4000. the truth if they figure out that you are trying to trick them.
  4001.  
  4002.  
  4003. ==> logic/smullyan/integers.p <==
  4004. Two logicians place cards on their foreheads so that what is written on the
  4005. card is visible only to the other logician.  Consecutive positive integers
  4006. have been written on the cards.  The following conversation ensues:
  4007.     A: "I don't know my number."
  4008.     B: "I don't know my number."
  4009.     A: "I don't know my number."
  4010.     B: "I don't know my number."
  4011.     ... n statements of ignorance later ...
  4012.     A or B: "I know my number."
  4013. What is on the card and how does the logician know it?
  4014.  
  4015. ==> logic/smullyan/integers.s <==
  4016. If A saw 1, she would know that she had 2, and would say so.  Therefore,
  4017. A did not see 1.  A says "I don't know my number."
  4018. If B saw 2, she would know that she had 3, since she knows that A did not see
  4019. 1, so B did not see 1 or 2.  B says "I don't know my number."
  4020. If A saw 3, she would know that she had 4, since she knows that B did not
  4021. see 1 or 2, so A did not see 1, 2 or 3.  A says "I don't know my number."
  4022. If B saw 4, she would know that she had 5, since she knows that A did not
  4023. see 1, 2 or 3, so B did not see 1, 2, 3 or 4.  B says "I don't know my number."
  4024. ... n statements of ignorance later ...
  4025. If X saw n, she would know that she had n + 1, since she knows that ~X did not
  4026. see 1 ... n - 1, so X did see n.  X says "I know my number."
  4027.  
  4028. And the number in n + 1.
  4029.  
  4030. ==> logic/smullyan/painted.heads.p <==
  4031. While three logicians were sleeping under a tree, a malicious child painted
  4032. their heads red.  Upon waking, each logician spies the child's handiwork as
  4033. it applied to the heads of the other two.  Naturally they start laughing.
  4034. Suddenly one falls silent.  Why?
  4035.  
  4036. ==> logic/smullyan/painted.heads.s <==
  4037. The one who fell silent, presumably the quickest of the three, reasoned
  4038. that his head must be painted also.  The argument goes as follows.
  4039. Let's call the quick one Q, and the other two D and S.  Let's assume
  4040. Q's head is untouched.  Then D is laughing because S's head is painted,
  4041. and vice versa.  But eventually, D and S will realize that their head
  4042. must be painted, because the other is laughing.  So they will quit
  4043. laughing as soon as they realize this.  So, Q waits what he thinks is
  4044. a reasonable amount of time for them to figure this out, and when they
  4045. don't stop laughing, his worst fears are confirmed.  He concludes that
  4046. his assumption is invalid and he must be crowned in crimson too.
  4047.  
  4048. Newsgroups: rec.puzzles,news.answers,rec.answers
  4049. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!spool.mu.edu!howland.reston.ans.net!europa.eng.gtefsd.com!uunet!questrel!chris
  4050. From: chris@questrel.com (Chris Cole)
  4051. Subject: rec.puzzles Archive (logic), part 26 of 35
  4052. Message-ID: <puzzles/archive/logic/part5_745653851@questrel.com>
  4053. Followup-To: rec.puzzles
  4054. Summary: This is part of an archive of questions
  4055.  and answers that may be of interest to
  4056.  puzzle enthusiasts.
  4057.  Part 1 contains the index to the archive.
  4058.  Read the rec.puzzles FAQ for more information.
  4059. Sender: chris@questrel.com (Chris Cole)
  4060. Reply-To: archive-comment@questrel.com
  4061. Organization: Questrel, Inc.
  4062. References: <puzzles/archive/Instructions_745653851@questrel.com>
  4063. Date: Wed, 18 Aug 1993 06:06:26 GMT
  4064. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  4065. Expires: Thu, 1 Sep 1994 06:04:11 GMT
  4066. Lines: 1322
  4067. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.puzzles:25010 news.answers:11530 rec.answers:1930
  4068.  
  4069. Archive-name: puzzles/archive/logic/part5
  4070. Last-modified: 17 Aug 1993
  4071. Version: 4
  4072.  
  4073.  
  4074. ==> logic/smullyan/priest.p <==
  4075. In a small town there are N married couples in which one of the pair
  4076. has committed adultery.  Each adulterer has succeeded in keeping their
  4077. dalliance a secret from their spouse.  Since it is a small town,
  4078. everyone knows about everyone else's infidelity.  In other words, each
  4079. spouse of an adulterer thinks there are N - 1 adulterers, but everyone
  4080. else thinks there are N adulterers.
  4081.  
  4082. People of this town have a tradition of denouncing their spouse in
  4083. church if they are guilty of adultery.  So far, of course, no one has
  4084. been denounced.  In addition, people of this town are all amateur
  4085. logicians of sorts, and can be expected to figure out the implications
  4086. of anything they know.
  4087.  
  4088. A priest has heard the confession of all the people in the town, and is
  4089. troubled by the state of moral turpitude.  He cannot break the
  4090. confessional, but knowing of his flock's logical turn of mind, he hits
  4091. upon a plan to do God's work.  He announces in Mass one Sunday that
  4092. there is adultery in the town.
  4093.  
  4094. Is the priest correct?  Will this result in every adulterer being denounced?
  4095.  
  4096. ==> logic/smullyan/priest.s <==
  4097. Yes.  Let's start with the simple case that N = 1.  The offended spouse
  4098. reasons as follows: the priest knows there is at least one adulterer,
  4099. but I don't know who this person is, and I would if it were anyone
  4100. other than me, so it must be me.  What happens if N = 2?  On the first
  4101. Sunday, the two offended spouses each calmly wait for the other to get
  4102. up and condemn their spouses.  When the other doesn't stand, they
  4103. think:  They do not think that they are a victim.  But if they do not
  4104. think they are victims, then they must think there are no adulterers,
  4105. contrary to what the priest said.  But everyone knows the priest speaks
  4106. with the authority of God, so it is unthinkable that he is mistaken.
  4107. The only remaining possibility is that they think there WAS another
  4108. adulterer, and the only possibility is: MY SPOUSE!  So, they know that
  4109. they too must be victims.  So on the next Sunday, they will get up.
  4110. What if N = 3?  On the first Sunday, each victim believes that the other
  4111. two will not get up because they did not know about the other person
  4112. (in other words, they believe that each of the two other victims thought
  4113. there was only one adulterer).  However, each victim reasons, the two
  4114. will now realize that there must be two victims, for the reasons given
  4115. under the N = 2 case above.  So they will get up next Sunday.  This
  4116. excuse lasts until the next Sunday, when still no one gets up, and now
  4117. each victim realizes that either the priest was mistaken (unthinkable!)
  4118. or there are really three victims, and I am ONE!  So, on the third
  4119. Sunday, all three get up.  This reasoning can be repeated inductively
  4120. to show that no one will do anything (except use up N - 1 excuses as to
  4121. why no one got up) until the Nth Sunday, when all N victims will arise
  4122. in unison.
  4123.  
  4124. The induction can also be run "top down" on the priest's statement.  What
  4125. must everyone believe about what everyone else believes?
  4126. N victims of adultery believe there are N - 1 victims, and that all of these
  4127.  N - 1 victims believe that there are N - 2 victims, and that all of these
  4128.   N - 2 victims believe that there are N - 3 victims, and that all of these
  4129.   ...
  4130.    2 victims believe that there is 1 victim, and that this
  4131.     1 victim believes there are no victims.
  4132. Suppose the priest says, "There are N adulterers in this town."  Then
  4133. all the adulterers will know immediately that their spouses have been
  4134. unfaithful, and will denounce them the next Sunday.  Now, suppose the
  4135. priest says, "There are at least N - 1 adulterers in this town."  On
  4136. the first Sunday, the offended spouses all wait for each other to stand
  4137. up.  When none do, they all know that they have all been horribly
  4138. mistaken, and they stand up on the following Sunday.  But what if the
  4139. priest says, "There are at least N - 2 adulterers in this town."  On
  4140. the first Sunday, the victims reason, those N - 1 victims are going to
  4141. be surprised when no one stands up, and they'll stand up next Sunday.
  4142. On the second Sunday, the victims reason, wait a minute, since they
  4143. didn't stand up, I must be one of the deluded victims.  And everyone
  4144. stands up on the third Sunday.  This resoning applies inductively,
  4145. adding one Sunday at each step, until the priest's original statement
  4146. is reached, which takes N Sundays for everyone to unravel.
  4147.  
  4148. By the way, the rest of the town, which thinks there are N adulterers,
  4149. is about to conclude that their perfectly innocent spouses have been
  4150. unfaithful too.  This includes the adulterous spouses, who are about to
  4151. conclude that the door swings both ways.  So the priest is playing a
  4152. dangerous game.  A movie plot in there somewhere?
  4153.  
  4154. This problem is an analogue of the "dirty children" problem discussed in
  4155. the seminal paper on common knowledge by Halpern and Moses (JACM 1990).
  4156.  
  4157. If the information of each victim is less than perfect, the problem is
  4158. related to the "frame" problem of AI, cf. J. M. McCarthy & P. J. Hayes,
  4159. "Some philosophical problems from the standpoint of artificial intelligence"
  4160. (1968) in _Readings in Artificial Intelligence_ (pp. 431-450),
  4161. Tioga Publishing Co., Palo Alto, CA (1981).
  4162.  
  4163. ==> logic/smullyan/stamps.p <==
  4164. The moderator takes a set of 8 stamps, 4 red and 4 green, known to the
  4165. logicians, and loosely affixes two to the forehead of each logician so that
  4166. each logician can see all the other stamps except those 2 in the moderator's
  4167. pocket and the two on her own head.  He asks them in turn
  4168. if they know the colors of their own stamps:
  4169.   A: "No"
  4170.   B: "No"
  4171.   C: "No"
  4172.   A: "No
  4173.   B: "Yes"
  4174.   What are the colors of her stamps, and what is the situation?
  4175.  
  4176. ==> logic/smullyan/stamps.s <==
  4177. B says: "Suppose I have red-red. A would have said on her 
  4178. second turn: 'I see that B has red-red. If I also have red-red, then all
  4179. four reds would be used, and C would have realized that she had green-green.
  4180. But C didn't, so I don't have red-red.  Suppose I have green-green. In that
  4181. case, C would have realized that if she had red-red, I would have seen
  4182. four reds and I would have answered that I had green-green on my first
  4183. turn.  On the other hand, if she also has green-green [we assume that
  4184. A can see C; this line is only for completeness], then B would have seen
  4185. four greens and she would have answered that she had two reds.  So C would
  4186. have realized that, if I have green-green and B has red-red, and if
  4187. neither of us answered on our first turn, then she must have green-red.
  4188.   "'But she didn't. So I can't have green-green either, and if I can't have 
  4189. green-green or red-red, then I must have green-red.'
  4190.   So B continues: "But she (A) didn't say that she had green-red, so
  4191. the supposition that I have red-red must be wrong.  And as my logic applies
  4192. to green-green as well, then I must have green-red."
  4193.   So B had green-red, and we don't know the distribution of the others
  4194. certainly.
  4195.   (Actually, it is possible to take the last step first, and deduce
  4196. that the person who answered YES must have a solution which would work
  4197. if the greens and reds were switched -- red-green.)
  4198.  
  4199. ==> logic/supertasks.p <==
  4200. You have an empty urn, and an infinite number of labeled balls.  Each
  4201. has a number written on it corresponding to when it will go in.  At a
  4202. minute to the hour, you take the first ten balls and put them in the
  4203. urn, and remove the last ball.  At the next half interval, you put in
  4204. the next ten balls, and remove ball number 20.  At the next half
  4205. interval, you put in ten more balls and remove ball 30.  This continues
  4206. for the whole minute.... how many balls are in the urn at this point?
  4207. (infinite)
  4208.  
  4209. You have the same urn, and the same set of balls.  This time, you put
  4210. in 10 balls and remove ball number 1.  Then you put in another ten
  4211. balls and remove ball number 2.  Then you put in another ten balls and
  4212. remove ball number 3.  After the minute is over, how many balls are
  4213. left in the urn now? (zero)
  4214.  
  4215. Are the above answers correct, and why or why not?
  4216.  
  4217. ==> logic/supertasks.s <==
  4218. Almost all people will intuitively feel that the first experiment
  4219. (where only balls labeled with multiples of 10 are removed) results in
  4220. an urn with an infinite number of balls.
  4221.  
  4222. The real excitement starts with the experiment where balls are removed
  4223. in increasing order, but 10 times slower than they are added.  Some
  4224. feel that the urn will not get empty, due to the slowness of removing.
  4225. Some others feel that the urn does get empty, since each ball is
  4226. removed at some time during the experiment.  The remaining people claim
  4227. that the experiment is not well defined, that it is not possible to do
  4228. something an infinite number of times, or something similar,
  4229. effectively dismissing the experiment.
  4230.  
  4231. Just to put a bit of doubt in some peoples mind, I will add a third experment:
  4232.  
  4233.   Let us suppose that at 1 minute to 12 p.m. balls nummbered 1 through 9
  4234.   are placed in the urn, and instead of withdrawing a ball we add a zero
  4235.   to the label of ball number 1 so that its label becomes 10. At 1/2 minute
  4236.   to 12 p.m., balls numbered 11 through 19 are placed in the urn, and we
  4237.   add a zero to the label of ball number 2 so that it becomes ball number 20.
  4238.   At 1/4 minute to 12 p.m., balls numbered 21 through 29 are placed in the
  4239.   urn and ball number 3 becomes ball number 30, and so on.
  4240.   At each instant, instead of withdrawing the ball with the smallest label
  4241.   we add a zero to its label so that its number is multiplied by 10.
  4242.   How many balls are in the urn at 12 p.m. and what are their labels?
  4243.  
  4244. If we look at this experiment, at any point in time the inside of the
  4245. urn looks exactly like the inside during the execution of the original
  4246. paradoxical experiment. However, since no balls leave the urn, it is
  4247. now impossible to conclude that the urn will be empty at 12 p.m.
  4248. Still, there is no natural number that is the label of any ball in the
  4249. urn.  Instead, each ball in the urn will have as its lable a natural
  4250. number followed by an infinite number of zero's.
  4251.  
  4252. A possible question is now: does this support that the outcome of the
  4253. original experiment where balls are removed in increasing order is that
  4254. there are an infinite number of balls in the urn? Possibly also with
  4255. 'infinite natural numbers' as their labels, or are these experiments so
  4256. different that the answer is still a clear 'zero'?
  4257.  
  4258. I now come to the main points. 
  4259. 1. Our normal mathematical models do not cater for the COMPLETION of infinite
  4260.    tasks (called super tasks by Thomson in 1954).
  4261. 2. Since we intuitively feel that for many of these experiments there
  4262.    are obvious outcomes, we would like to enhance our model to describe the
  4263.    outcomes of these experiments.
  4264. 3. In the enhancement of the model continuity should play an important role.
  4265.  
  4266. We include statement 3, since a model in which the conclusion of all
  4267. these experiments is that, at 12 p.m. the urn contains "exactly 7
  4268. balls, all red" is not desirable, nor useful.
  4269.  
  4270. It can be easily shown that general continuity is unattainable. For
  4271. instance the sentence "it is before midnight" is true during the
  4272. experiment, but is suddenly false after the experiment.
  4273.  
  4274. The people claiming that in the second experiment the urn will contain
  4275. an infinite number of balls, base this on the fact that the number of
  4276. balls in the urn during the experiment, is 9n at (1/2)^(n-1) minute
  4277. before 12. They thus assume that this statement is continuous. This
  4278. remains to be seen, however.
  4279.  
  4280. We have not come to a clear set of criteria which decide whether a
  4281. given statement is continuous with respect to performing supertasks. We
  4282. did define a "kinematical principle of continuity", which is roughly
  4283. formalised as:
  4284.  
  4285.     If at some moment before 12 p.m. a ball comes to rest at a particular
  4286.     position, which it does not leave till 12 p.m., then it is still at
  4287.     that position at 12 p.m.
  4288.  
  4289. If we look at the three experiments mentioned, then we can see that in
  4290. each case we can come to a conclusion on the contents of the urn.
  4291.  
  4292. 1. In the first experiment, with the 10-folds being removed, each ball
  4293.    which number is a multiple of 10 comes to rest outside the urn (just
  4294.    after being removed) and thus is outside the urn at 12 p.m. All other
  4295.    balls come to rest inside the urn (just after being placed there), and
  4296.    thus are inside the urn at 12 p.m.  Therefore the urn contains an infinite
  4297.    number of balls at 12 p.m.
  4298.  
  4299. 2. In the second experiment, with the balls being removed in increasing order, 
  4300.    each balls comes to rest outside the urn. Thus all balls involved are not
  4301.    in the urn. Thus the urn is empty.
  4302.  
  4303. 3. In the third experiment, all balls come to rest inside the urn and thus the
  4304.    urn contains an infinite number of balls. The labels of these balls are
  4305.    naturall number followed by an infinite number of zero's (since each of the
  4306.    numbers is not changed, and zero's once added remain at the label, we can
  4307.    draw this conclusion).
  4308.  
  4309. The first and third experiment are rather straightforward, while the
  4310. second is paradoxical, but not inconsistent.  Please note that is just
  4311. one way of extending our model to include super tasks.  We have only
  4312. shown that for these experiments, in our model, we come to consistent
  4313. conclusions. It does not mean that there are no other models which lead
  4314. to different, but also, within that model, consistent solutions.
  4315.  
  4316. A final remark: while thinking about these matters, we have wondered
  4317. whether we could create a model in which the second experiment would
  4318. lead to an urn containing an infinite number of balls. A possibility is
  4319. assuming that if a position is continuously occupied by a ball,
  4320. although the occupant ball may be swapped every now and again for
  4321. another ball, that at 12 p.m. the position is occupied by a so-called
  4322. LIMIT BALL.  For the second experiment we could than place balls 1, 10,
  4323. 100 ..  2, 20, 200, .. each at its own spot in the urn. Each spot in
  4324. the urn, once occupied is than continuously occupied with a ball,
  4325. leading to limit balls.
  4326.  
  4327. This idea of continuity is stronger than the kinematic principle
  4328. suggested above, and we have not followed these ideas up enough to
  4329. decide whether this extended principle can be made consistent. If any
  4330. of the readers have feelings whether this can or cannot be done, I
  4331. would be interested to hear their arguments.
  4332.  
  4333. I conclude by stating that the result of the super task depends on how
  4334. our standard models are enlarged to include the execution of
  4335. supertasks. We have given one extension which leads to consistent
  4336. results for the supertasks suggested by Ross. Other models may lead to
  4337. different, but also consistent, conclusions.
  4338.  
  4339. Reference:
  4340.  
  4341. Victor Allis and Teunis Koetsier (1991).
  4342. On Some Paradoxes of the Infinite.
  4343. Brit. J. Phil. Sci. 42 pp. 187-194.
  4344.  
  4345. -- allis@cs.rulimburg.nl (Victor Allis)
  4346.  
  4347. I am interested in the origin of the puzzle.  As far as I know in this
  4348. form the puzzle occurs for the first time in Littlewood's "Mathematical
  4349. Miscellanea", which is an amusing little booklet from the 1950s (it may
  4350. be even older). Littlewood does not discuss the puzzle.  DOES ANYONE
  4351. KNOW OF EARLIER REFERENCES TO THIS PUZZLE?  The puzzle also occurs in
  4352. S. Ross's "A first course in probability", New York and London, 1988,
  4353. without critical comment.
  4354.  
  4355. -- teun@cs.vu.nl (Teun Koetsier)
  4356.  
  4357. ==> logic/timezone.p <==
  4358. Two people are talking long distance on the phone; one is in an East-
  4359. Coast state of the US, the other is in a West-Coast state of the US.
  4360. The first asks the other "What time is it?", hears the answer, and
  4361. says, "That's funny.  It's the same time here!"
  4362.  
  4363. ==> logic/timezone.s <==
  4364. One is in Eastern Oregon (in Mountain time), the other in
  4365. Western Florida (in Central time), and it's daylight-savings
  4366. changeover day at 1:30 AM.  
  4367.  
  4368. ==> logic/unexpected.p <==
  4369. Swedish civil defense authorities announced that a civil defense drill would
  4370. be held one day the following week, but the actual day would be a surprise.
  4371. However, we can prove by induction that the drill cannot be held.  Clearly,
  4372. they cannot wait until Friday, since everyone will know it will be held that
  4373. day.  But if it cannot be held on Friday, then by induction it cannot be held
  4374. on Thursday, Wednesday, or indeed on any day.
  4375.  
  4376. What is wrong with this proof?
  4377.  
  4378. ==> logic/unexpected.s <==
  4379. This problem has generated a vast literature (see below).  Several
  4380. solutions of the paradox have been proposed, but as with most paradoxes
  4381. there is no consensus on which solution is the "right" one.
  4382.  
  4383. The earliest writers (O'Connor, Cohen, Alexander) see the announcement as
  4384. simply a statement whose utterance refutes itself.  If I tell you that I
  4385. will have a surprise birthday party for you and then tell you all the
  4386. details, including the exact time and place, then I destroy the surprise,
  4387. refuting my statement that the birthday will be a surprise.
  4388.  
  4389. Soon, however, it was noticed that the drill could occur (say on Wednesday),
  4390. and still be a surprise.  Thus the announcement is vindicated instead of
  4391. being refuted.  So a puzzle remains.
  4392.  
  4393. One school of thought (Scriven, Shaw, Medlin, Fitch, Windt) interprets
  4394. the announcement that the drill is unexpected as saying that the date
  4395. of the drill cannot be deduced in advanced.  This begs the question,
  4396. deduced from which premises?  Examination of the inductive argument
  4397. shows that one of the premises used is the announcement itself, and in
  4398. particular the fact that the drill is unexpected.  Thus the word
  4399. "unexpected" is defined circularly.  Shaw and Medlin claim that this
  4400. circularity is illegitimate and is the source of the paradox.  Fitch
  4401. uses Godelian techniques to produce a fully rigorous self-referential
  4402. announcement, and shows that the resulting proposition is
  4403. self-contradictory.  However, none of these authors explain how it can
  4404. be that this illegitimate or self-contradictory announcement
  4405. nevertheless appears to be vindicated when the drill occurs.  In other
  4406. words, what they have shown is that under one interpretation of "surprise"
  4407. the announcement is faulty, but their interpretation does not capture the
  4408. intuition that the drill really is a surprise when it occurs and thus
  4409. they are open to the charge that they have not captured the essence of
  4410. the paradox.
  4411.  
  4412. Another school of thought (Quine, Kaplan and Montague, Binkley,
  4413. Harrison, Wright and Sudbury, McClelland, Chihara, Sorenson) interprets
  4414. "surprise" in terms of "knowing" instead of "deducing."  Quine claims
  4415. that the victims of the drill cannot assert that on the eve of the last
  4416. day they will "know" that the drill will occur on the next day.  This
  4417. blocks the inductive argument from the start, but Quine is not very
  4418. explicit in showing what exactly is wrong with our strong intuition
  4419. that everybody will "know" on the eve of the last day that the drill
  4420. will occur on the following day.  Later writers formalize the paradox
  4421. using modal logic (a logic that attempts to represent propositions
  4422. about knowing and believing) and suggest that various axioms about
  4423. knowing are at fault, e.g., the axiom that if one knows something, then
  4424. one knows that one knows it (the "KK axiom").  Sorenson, however,
  4425. formulates three ingenious variations of the paradox that are
  4426. independent of these doubtful axioms, and suggests instead that the
  4427. problem is that the announcement involves a "blindspot":  a statement
  4428. that is true but which cannot be known by certain individuals even if
  4429. they are presented with the statement.  This idea was foreshadowed by
  4430. O'Beirne and Binkley.  Unfortunately, a full discussion of how this
  4431. blocks the paradox is beyond the scope of this summary.
  4432.  
  4433. Finally, there are two other approaches that deserve mention.  Cargile
  4434. interprets the paradox as a game between ideally rational agents and finds
  4435. fault with the notion that ideally rational agents will arrive at the same
  4436. conclusion independently of the situation they find themselves in.  Olin
  4437. interprets the paradox as an issue about justified belief: on the eve of
  4438. the last day one cannot be justified in believing BOTH that the drill will
  4439. occur on the next day AND that the drill will be a surprise even if both
  4440. statements turn out to be true; hence the argument cannot proceed and the
  4441. drill can be a surprise even on the last day.
  4442.  
  4443. For those who wish to read some of the literature, good papers to start with
  4444. are Bennett-Cargile and both papers of Sorenson.  All of these provide
  4445. overviews of previous work and point out some errors, and so it's helpful to
  4446. read them before reading the original papers.  For further reading on the
  4447. "deducibility" side, Shaw, Medlin and Fitch are good representatives.  Other
  4448. papers that are definitely worth reading are Quine, Binkley, and Olin.
  4449.  
  4450. D. O'Connor, "Pragmatic Paradoxes," Mind 57:358-9, 1948.
  4451. L. Cohen, "Mr. O'Connor's 'Pragmatic Paradoxes,'" Mind 59:85-7, 1950.
  4452. P. Alexander, "Pragmatic Paradoxes," Mind 59:536-8, 1950.
  4453. M. Scriven, "Paradoxical Announcements," Mind 60:403-7, 1951.
  4454. D. O'Connor, "Pragmatic Paradoxes and Fugitive Propositions," Mind 60:536-8,
  4455.  1951
  4456. P. Weiss, "The Prediction Paradox," Mind 61:265ff, 1952.
  4457. W. Quine, "On A So-Called Paradox," Mind 62:65-7, 1953.
  4458. R. Shaw, "The Paradox of the Unexpected Examination," Mind 67:382-4, 1958.
  4459. A. Lyon, "The Prediction Paradox," Mind 68:510-7, 1959.
  4460. D. Kaplan and R. Montague, "A Paradox Regained," Notre Dame J Formal Logic
  4461.  1:79-90, 1960.
  4462. G. Nerlich, "Unexpected Examinations and Unprovable Statements," Mind
  4463.  70:503-13, 1961.
  4464. M. Gardner, "A New Prediction Paradox," Brit J Phil Sci 13:51, 1962.
  4465. K. Popper, "A Comment on the New Prediction Paradox," Brit J Phil Sci 13:51,
  4466.  1962.
  4467. B. Medlin, "The Unexpected Examination," Am Phil Q 1:66-72, 1964.
  4468. F. Fitch, "A Goedelized Formulation of the Prediction Paradox," Am Phil Q
  4469.  1:161-4, 1964.
  4470. R. Sharpe, "The Unexpected Examination," Mind 74:255, 1965.
  4471. J. Chapman & R. Butler, "On Quine's So-Called 'Paradox,'" Mind 74:424-5, 1965.
  4472. J. Bennett and J. Cargile, Reviews, J Symb Logic 30:101-3, 1965.
  4473. J. Schoenberg, "A Note on the Logical Fallacy in the Paradox of the
  4474.  Unexpected Examination," Mind 75:125-7, 1966.
  4475. J. Wright, "The Surprise Exam: Prediction on the Last Day Uncertain," Mind
  4476.  76:115-7, 1967.
  4477. J. Cargile, "The Surprise Test Paradox," J Phil 64:550-63, 1967.
  4478. R. Binkley, "The Surprise Examination in Modal Logic," J Phil 65:127-36,
  4479.  1968.
  4480. C. Harrison, "The Unanticipated Examination in View of Kripke's Semantics
  4481.  for Modal Logic," in Philosophical Logic, J. Davis et al (ed.), Dordrecht,
  4482.  1969.
  4483. P. Windt, "The Liar in the Prediction Paradox," Am Phil Q 10:65-8, 1973.
  4484. A. Ayer, "On a Supposed Antinomy," Mind 82:125-6, 1973.
  4485. M. Edman, "The Prediction Paradox," Theoria 40:166-75, 1974.
  4486. J. McClelland & C. Chihara, "The Surprise Examination Paradox," J Phil Logic
  4487.  4:71-89, 1975.
  4488. C. Wright and A. Sudbury, "The Paradox of the Unexpected Examination,"
  4489.  Aust J Phil 55:41-58, 1977.
  4490. I. Kvart, "The Paradox of the Surprise Examination," Logique et Analyse
  4491.  337-344, 1978.
  4492. R. Sorenson, "Recalcitrant Versions of the Prediction Paradox," Aust J Phil
  4493.  69:355-62, 1982.
  4494. D. Olin, "The Prediction Paradox Resolved," Phil Stud 44:225-33, 1983.
  4495. R. Sorenson, "Conditional Blindspots and the Knowledge Squeeze: A Solution to
  4496.  the Prediction Paradox," Aust J Phil 62:126-35, 1984.
  4497. C. Chihara, "Olin, Quine and the Surprise Examination," Phil Stud 47:191-9,
  4498.  1985.
  4499. R. Kirkham, "The Two Paradoxes of the Unexpected Hanging," Phil Stud
  4500.  49:19-26, 1986.
  4501. D. Olin, "The Prediction Paradox: Resolving Recalcitrant Variations," Aust J
  4502.  Phil 64:181-9, 1986.
  4503. C. Janaway, "Knowing About Surprises: A Supposed Antinomy Revisited," Mind
  4504.  98:391-410, 1989.
  4505.  
  4506.     -- tycchow@math.mit.edu.
  4507.  
  4508. ==> logic/verger.p <==
  4509. A very bright and sunny Day
  4510. The Priest did to the Verger say:
  4511. "Last Monday met I strangers three
  4512. None of which were known to Thee.
  4513. I ask'd Them of Their Age combin'd
  4514. which amounted twice to Thine!
  4515. A Riddle now will I give Thee:
  4516. Tell Me what Their Ages be!"
  4517.  
  4518. So the Verger ask'd the Priest:
  4519. "Give to Me a Clue at least!"
  4520. "Keep Thy Mind and Ears awake,
  4521. And see what Thou of this can make.
  4522. Their Ages multiplied make plenty,
  4523. Fifty and Ten Dozens Twenty."
  4524.  
  4525. The Verger had a sleepless Night
  4526. To try to get Their Ages right.
  4527. "I almost found the Answer right.
  4528. Please shed on it a little Light."
  4529. "A little Clue I give to Thee,
  4530. I'm older than all Strangers three."
  4531. After but a little While
  4532. The Verger answered with a Smile:
  4533. "Inside my Head has rung a Bell.
  4534. Now I know the answer well!"
  4535.  
  4536.  
  4537. Now, the question is:
  4538.  
  4539. How old is the PRIEST??
  4540.                ======
  4541.  
  4542. ==> logic/verger.s <==
  4543. The puzzler tried to take the test;
  4544. Intriguing rhymes he wished to best.
  4545. But "Fifty and ten dozens twenty"
  4546. made his headache pound aplenty.
  4547. When he finally found some leisure,
  4548. He took to task this witty treasure.
  4549.  
  4550. "The product of the age must be
  4551. Twenty-Four Hundred Fifty!"
  4552. Knowing that, he took its primes,
  4553. permuted them as many times
  4554. as needed, til he found amounts
  4555. equal to, by all accounts,
  4556. twice the Verger's age, so that
  4557. He would have that next day's spat.
  4558.  
  4559. The reason for the lad's confusion
  4560. was due to multiple solution!
  4561. Hence he needed one more clue
  4562. to give the answer back to you!
  4563. Since only one could fit the bill,
  4564. and then confirm the priest's age still,
  4565. the eldest age of each solution
  4566. by one could differ, with no coercion.  <=(Sorry)
  4567.  
  4568. Else, that last clue's revelation
  4569. would not have brought information!
  4570. With two, two, five, seven, and seven,
  4571. construct three ages, another set of seven.
  4572. Two sets of three yield sixty-four,
  4573. Examine them, yet one time more.
  4574. The eldest age of each would be
  4575. forty-nine, and then, fifty!
  4576.  
  4577. With lack of proper rhyme and meter,
  4578. I've tried to be the first completor
  4579. of this poem and a puzzle;
  4580. my poetry, you'd try to muzzle!
  4581. And lest you think my wit is thrifty,
  4582. The answer, of course, must be fifty!
  4583. If dispute, you wish to tender,
  4584. note my addresss, as the sender!
  4585.  
  4586. -- 
  4587. Kevin Nechodom <knechod@stacc.med.utah.edu>
  4588.  
  4589. ==> logic/weighing/balance.p <==
  4590. You are given 12 identical-looking coins, one of which is counterfeit
  4591. and weighs slightly more or less (you don't know which) than the
  4592. others.  You are given a balance scale which lets you put the same
  4593. number of coins on each side and observe which side (if either) is
  4594. heavier.  How can you identify the counterfeit and tell whether it
  4595. is heavy or light, in 3 weighings?
  4596.  
  4597. More generally, you are given N coins, one of which is heavy or light.
  4598.  
  4599. ==> logic/weighing/balance.s <==
  4600. Martin Gardner gave a neat solution to this problem.
  4601.  
  4602. Assume that you are allowed W weighings.  Write down the 3^W possible
  4603. length W strings of the symbols '0', '1', and '2'.  Eliminate the three
  4604. such strings that consist of only one symbol repeated W times.
  4605.  
  4606. For each string, find the first symbol that is different from the symbol
  4607. preceeding it.  Consider that pair of symbols.  If that pair is not 01,
  4608. 12, or 20, cross out that string.  In other words, we only allow strings
  4609. of the forms 0*01.*, 1*12.*, or 2*20.* ( using ed(1) regular expressions ).
  4610.  
  4611. You will have (3^W-3)/2 strings left.  This is how many coins you can
  4612. handle in W weighings.
  4613.  
  4614. Perform W weighings as follows:
  4615.  
  4616.     For weighing I, take all the coins that have a 0 in string
  4617.     position I, and weigh them against all the coins that have
  4618.     a 2 in string position I. 
  4619.  
  4620.     If the side with the 0's in position I goes down, write down
  4621.     a 0.  If the other side goes down, write down a 2.  Otherwise,
  4622.     write down a 1.
  4623.  
  4624. After the W weighings, you have written down an W symbol string.  If
  4625. your string matches the string on one of the coins, then that is the
  4626. odd coin, and it is heavy.  If none of them match, than change every
  4627. 2 to a 0 in your string, and every 0 to a 2.  You will then have a
  4628. string that matches one of the coins, and that coin is lighter than
  4629. the others.
  4630.  
  4631. Note that if you only have to identify the odd coin, but don't have to
  4632. determine if it is heavy or light, you can handle (3^W-3)/2+1 coins.
  4633. Label the extra coin with a string of all 1's, and use the above
  4634. method.
  4635.  
  4636. Note also that you can handle (3^W-3)/2+1 coins if you *do* have to
  4637. determine whether it is heavy or light, provided you have a single reference
  4638. coin available, which you know has the correct weight. You do this by
  4639. labelling the extra coin with a string of all 2s. This results in it being
  4640. placed on the same side of the scales each time, and in that side of the
  4641. scales having one more coin than the other each time. So you put the
  4642. reference coin on the other side of the scales to the "all 2s" coin on each
  4643. weighing.
  4644.  
  4645. Proving that this works is straightforward, once you notice that the
  4646. method of string construction makes sure that in each position, 1/3
  4647. of the strings have 0, 1/3 have 1, and 1/3 have 2, and that if a
  4648. string occurs, then the string obtained by replacing each 0 with a
  4649. 2 and each 2 with a 0 does not occur.
  4650.  
  4651. If you already know the odd coin is heavy (or light), you can handle
  4652. 3^W coins.  Given W weighings, there can only be 3^W possible
  4653. combinations of balances, left pan heavy, and right pan heavy.
  4654.  
  4655. The algorithm in this case:
  4656.  
  4657. Divide the coins into three equal groups... A, B, and C. Weigh A
  4658. against B. If a pan sinks, it contains the heavy coin, otherwise, the
  4659. heavy coin is in group C. If your group size is 1, you've found the coin,
  4660. otherwise recurse on the group containing the heavy coin.
  4661.  
  4662. ==> logic/weighing/box.p <==
  4663. You have ten boxes; each contains nine balls.  The balls in one box
  4664. weigh 0.9 kg; the rest weigh 1.0 kg.  You have one weighing on an
  4665. accurate scale to find the box containing the light balls.  How do you
  4666. do it?
  4667.  
  4668. ==> logic/weighing/box.s <==
  4669. Number the boxes 0-9.  Take 0 balls from box 0, 1 ball from box 1, 2
  4670. balls from box 2, etc.  Now weigh all those balls and follow this
  4671. table:
  4672.  
  4673. If odd box is    Weight is
  4674. 0        45 kg
  4675. 1        44.9 kg
  4676. 2        44.8 kg
  4677. 3        44.7 kg
  4678. 4        44.6 kg
  4679. 5        44.5 kg
  4680. 6        44.4 kg
  4681. 7        44.3 kg
  4682. 8        44.2 kg
  4683. 9        44.1 kg
  4684.  
  4685. ==> logic/weighing/find.median.p <==
  4686. What is the least number of pairwise comparisons needed to find the median of
  4687. 2n+1 distinct real numbers?
  4688.  
  4689.  
  4690. ==> logic/weighing/find.median.s <==
  4691. Consider median of three numbers {a,b,c}.
  4692. Let G[a,b]=max(a,b) and L[a,b]=min(a,b)
  4693. If we assume that median of {a,b,c} can be computed by two
  4694. comparisons, then the solution must be one of the following:
  4695. G[c,G[a,b]], G[c,L[a,b]], L[c,G[a,b]], L[c,L[a,b]].
  4696. However, it is easily seen that none of these provides
  4697. a solution. Therefore, we need more than two comparisons to
  4698. get median of three numbers.
  4699.  
  4700. Now, consider median of 5 numbers {a,b,c,d,e}.
  4701. There are two possible ways to start the computation.
  4702. Let Ci[a,b] denote the ith comparison between {a} and {b}.
  4703. First, we could start with C1[a,b] and C2[c,d].
  4704. Second, we could start with C2[a,C1[b,c]].
  4705. We ignore other trivialities such as C1[a,a] or C2[a,C1[a,b]].
  4706.  
  4707. In the first case, the next operation is to find
  4708. median of S={e,C1[a,b],C2[c,d]} which requires at least three
  4709. comparisons in addition to the two comparisons already performed.
  4710. So the total cost of the first approach is at least 5 comparisons.
  4711. However, if the median is not equal to {e} then we can always
  4712. choose C1 and C2 such that the median is not in S.
  4713.  
  4714. In the second case, the next step is to find median of S={C2[a,C1[b,c]],d,e}.
  4715. Again, the total cost of this approach is at least five comparisons.
  4716. If median is not equal to {d} or {e}, we can again always
  4717. choose C1 and C2 such that the median is not in S.
  4718.  
  4719. Other starting sets, such as {e,d,c,b,a}, can always be ordered
  4720. as {a,b,c,d,e}. This shows that the argument covers all possible cases.
  4721.  
  4722. Navid,
  4723. haddadi@sipi.usc.edu
  4724.  
  4725. ==> logic/weighing/gummy.bears.p <==
  4726. Real gummy drop bears have a mass of 10 grams, while imitation gummy
  4727. drop bears have a mass of 9 grams.  Spike has 7 cartons of gummy drop bears,
  4728. 4 of which contain real gummy drop bears, the others imitation.
  4729. Using a scale only once and the minimum number of gummy drop bears, how
  4730. can Spike determine which cartons contain real gummy drop bears?
  4731.  
  4732. ==> logic/weighing/gummy.bears.s <==
  4733. Spike uses 51 gummy drop bears:  from the 7 boxes he takes respectively
  4734. 0, 1, 2, 4, 7, 13, and 24 bears.
  4735.  
  4736. The notion is that each box of imitation bears will subtract its
  4737. number of bears from the total "ideal" weight of 510 grams (1 gram of
  4738. missing weight per bear), so Spike weighs the bears, subtracts the
  4739. result from 510 to obtain a number N, and finds the unique combination
  4740. of 3 numbers from the above list (since there are 3 "imitation" boxes)
  4741. that sum to N.
  4742.  
  4743. The trick is for the sums of all triples selected from the set S of
  4744. numbers of bears to be unique.  To accomplish this, I put numbers into
  4745. S one at a time in ascending order, starting with the obvious choice,
  4746. 0.  (Why is this obvious?  If I'd started with k > 0, then I could
  4747. have improved on the resulting solution by subtracting k from each
  4748. number) Each new number obviously had to be greater than any previous,
  4749. because otherwise sums are not unique, but also the sums it made when
  4750. paired with any previous number had to be distinct from all previous
  4751. pairs (otherwise when this pair is combined with a third number you
  4752. can't distinguish it from the other pair)--except for the last box,
  4753. where we can ignore this point.  And most obviously all the new
  4754. triples had to be distinct from any old triples; it was easy to find
  4755. what the new triples were by adding the newest number to each old sum
  4756. of pairs.
  4757.  
  4758. Now, in case you're curious, the possible weight deficits and their
  4759. unique decompositions are:
  4760.  
  4761. 3       = 0 + 1 + 2
  4762. 5       = 0 + 1 + 4
  4763. 6       = 0 + 2 + 4
  4764. 7       = 1 + 2 + 4
  4765. 8       = 0 + 1 + 7
  4766. 9       = 0 + 2 + 7
  4767. 10      = 1 + 2 + 7
  4768. 11      = 0 + 4 + 7
  4769. 12      = 1 + 4 + 7
  4770. 13      = 2 + 4 + 7
  4771. 14      = 0 + 1 + 13
  4772. 15      = 0 + 2 + 13
  4773. 16      = 1 + 2 + 13
  4774. 17      = 0 + 4 + 13
  4775. 18      = 1 + 4 + 13
  4776. 19      = 2 + 4 + 13
  4777. 20      = 0 + 7 + 13
  4778. 21      = 1 + 7 + 13
  4779. 22      = 2 + 7 + 13
  4780. 24      = 4 + 7 + 13
  4781. 25      = 0 + 1 + 24
  4782. 26      = 0 + 2 + 24
  4783. 27      = 1 + 2 + 24
  4784. 28      = 0 + 4 + 24
  4785. 29      = 1 + 4 + 24
  4786. 30      = 2 + 4 + 24
  4787. 31      = 0 + 7 + 24
  4788. 32      = 1 + 7 + 24
  4789. 33      = 2 + 7 + 24
  4790. 35      = 4 + 7 + 24
  4791. 37      = 0 + 13 + 24
  4792. 38      = 1 + 13 + 24
  4793. 39      = 2 + 13 + 24
  4794. 41      = 4 + 13 + 24
  4795. 44      = 7 + 13 + 24
  4796.  
  4797. Note that there had to be (7 choose 3) distinct values; they end up
  4798. ranging from 3 to 44 inclusive with 7 numbers missing:  4, 23, 34, 36,
  4799. 40, 42, and 43.
  4800.  
  4801. -- David Karr (karr@cs.cornell.edu)
  4802.  
  4803. ==> logic/weighing/optimal.weights.p <==
  4804. What is the smallest set of weights that allow you to weigh on a
  4805. balance scale every integer number of kilograms up to some number N?
  4806.  
  4807. ==> logic/weighing/optimal.weights.s <==
  4808. a) EQUATION
  4809. -----------
  4810. Obviously (I hate this word! :-) any weight Y that can be weighed
  4811. by X1, X2, ... Xn can be written as:
  4812.  
  4813.     Y = A1*X1 + A2*X2 + .... + An*Xn
  4814.  
  4815. where Ai is equal to -1, or 0, or 1.
  4816.  
  4817. b) UPPER BOUND FOR Y(n)
  4818. -----------------------
  4819. Each Ai can have one of three values, so the total number of
  4820. combinations of values for A1,A2, ... An is 3^n. At least one of these 
  4821. combinations gives Y=0 (A1=A2=...=An=0). Out of the remaining 3^n-1
  4822. combinations, some give a negative Y (for example A1=A2=...=An=-1).
  4823. and some a positive Y (and some might also give zero values, e.g. if
  4824. X1=X2, and A1=1, A2=-1).
  4825. Because of symmetry it's easy to see that the combinations that give Y>0
  4826. are at most half i.e. (3^n-1)/2. It is also possible that different
  4827. combinations might give the same value of Y, and it is also possible
  4828. that these values of Y are not successive.
  4829. However, to obtain an upper bound, lets assume the best case i.e.
  4830. all (3^n-1)/2 combinations give different, positive, and successive
  4831. values, so:
  4832.     Y(n) <= (3^n-1)/2
  4833.  
  4834. c) AN OPTIMAL ALGORITHM FOR CHOOSING Xn
  4835. ---------------------------------------
  4836. I will present an algorithm for choosing the weights X1,X2,...Xn.
  4837. Then we will prove that it is optimal.
  4838.  
  4839. For n=1, we choose X1=1, and of course Y(1) = 1.
  4840.  
  4841. Let's assume that we have already chosen n weights X1, X2 ... Xn,
  4842. and that we can weigh all Y where 1<=Y<=Y(n).
  4843. We are allowed to get an extra new weight Xn+1.
  4844. If we choose:
  4845.     Xn+1 = 2*Y(n)+1
  4846. then we get
  4847.     Y(n+1) = Y(n) + Xn+1 = 3*Y(n)+1
  4848.  
  4849. Proof:
  4850.     for 1<= Y <= Y(n):
  4851.     use the weights X1...Xn (ignoring the new one)
  4852.     for Y(n)+1 <= Y < Xn+1 = 2*Y(n)+1
  4853.     Put Xn+1 on one side of the scale, and on the other side put
  4854.     the unknown weight, and a combination of X1...Xn so that
  4855.     this combination weighs "Xn+1 - Y" (which is a number
  4856.     in the range 0...Y(n), so *there exists* such a combination)
  4857.     for 2*Y(n)+1 <= Y <= 3*Y(n)+1:
  4858.     put the unknown weight on one side, and on the other side
  4859.     put Xn+1, and combination of X1...Xn with a weight equal to
  4860.     "Y - Xn+1" (which again is a number in the range 0...Y(n),
  4861.     so there exists such a combination)
  4862.  
  4863. So, to summarize, if we use such an algorithm, we have:
  4864.     X1 = 1;
  4865.     Y(1) =1;
  4866.  
  4867.     Xn+1 = 2*Y(n)+1
  4868.     Y(n+1) = Y(n) + Xn+1 = 3*Y(n) + 1
  4869.  
  4870. It's easy to prove (e.g. by induction) that:
  4871.     Y(n) = (3^n-1)/2
  4872.     X(n) = 3^n
  4873.  
  4874. So, Y(n) is equal to the upper bound we found before, so this algorithm is
  4875. optimal, and the weights you must choose are powers of 3.
  4876.  
  4877. Spyros Potamianos
  4878. potamian@hpl.hp.com
  4879.  
  4880.  
  4881. ==> logic/weighing/weighings.p <==
  4882. Some of the supervisors of Scandalvania's n mints are producing bogus coins.
  4883. It would be easy to determine which mints are producing bogus coins but,
  4884. alas, the only scale in the known world is located in Nastyville,
  4885. which isn't on very friendly terms with Scandalville.  In fact, Nastyville's
  4886. king will only let you use the scale twice.  Your job?  You must determine
  4887. which of the n mints are producing the bogus coins using only two weighings
  4888. and the minimum number of coins (your king is rather parsimonious, to put it
  4889. nicely).  This is a true scale, i.e. it will tell you the weight of whatever
  4890. you put on it.  Good coins are known to have a weight of 1 ounce and it is
  4891. also known that all the bogus mints (if any) produce coins that are
  4892. light or heavy by the same amount.
  4893.  
  4894. Some examples: if n=1 then we only need 1 coin, if n=2 then clearly 2
  4895. coins suffice, one from each mint.
  4896.  
  4897. What are the solutions for n=3,4,5?  What can be said for general n?
  4898.  
  4899. ==> logic/weighing/weighings.s <==
  4900. Oh gracious and wise king, I have solved this problem by first
  4901. simplifying and then expanding.  That is, consider the problem of
  4902. being allowed only a single weighing.  Stop reading right now if you
  4903. want to think about it further.
  4904.  
  4905. There are three possible outcomes for each mint (light, OK, heavy)
  4906. which may be represented as (-1, 0, +1).  Now, let each mint represent
  4907. one place in base 3.  Thus, the first mint is the ones place, the
  4908. second the threes place, the third is the nines place and so on.  The
  4909. number of coins from each mint must equal the place.  That is, we'll
  4910. have 1 coin from mint 1, 3 from mint 2, 9 from mint 3, and, in
  4911. general, 3^(n-1) from mint n.
  4912.  
  4913. By weighing all coins at once, we will get a value between 1 + 3 + 9 +
  4914. ...  and -1 + -3 + -9 + ...  In fact, we notice that that value will
  4915. be unique for any mint outcomes.  Thus, for the one weighing problem,
  4916. we need
  4917.  
  4918. sum for i=1 to n (3^(i-1))
  4919.  
  4920. which evaluates to (3^n - 1)/2
  4921.  
  4922. I'm fairly satisfied that this is a minimum for a single weighing.
  4923. What does a second weighing give us?  Well, we can divide the coins
  4924. into two groups and use the same method.  That is, if we have 5 mints,
  4925. one weighing will be:
  4926.  
  4927. 1 coin from mint 1 + 3 coins from mint 2 + 9 coins from mint 3
  4928.  
  4929. while the other weighing will be:
  4930.  
  4931. 1 coin from mint 4 + 3 coins from mint 5
  4932.  
  4933. It's pretty plain that this gives us a total coinage of:
  4934.  
  4935.    3^(n/2) - 1 for even n and, after some arithmetic agitation:
  4936.    2 * 3^((n-1)/2) - 1 for odd n
  4937.  
  4938. I think the flaw in this solution is that we don't know ahead of time
  4939. the amount by which the coins are off weight.  So if you weigh 1 coin
  4940. from mint 1 together with 3 coins from mint 2 and the result is heavy
  4941. by 3x units, you still don't know whether the bogus coins are from
  4942. mint 3 (heavy by x units) or from mint 1 (heavy by 3x units).  Note
  4943. that we're not given the error amount, only the fact that is is equal
  4944. for all bogus coins.
  4945.  
  4946. Here is my partial solution:
  4947.  
  4948. After considering the above, it would seem that on each of the two
  4949. weighings we must include coins from all of the mints (except for the
  4950. special cases of small n).  So let ai (a sub i) be the number of coins
  4951. from mint i on weighing 1 and bi be the number of coins from mint i on
  4952. weighing 2.  Let the error in the bogus coins have a value x, and let
  4953. ci be a the counterfeit function: ci is 0 if mint i is good, 1
  4954. otherwise.
  4955.  
  4956. Then
  4957.     Sum   ai ci x = delta1        error on weighing 1
  4958.     Sum   bi ci x = delta2        error on weighing 2
  4959.  
  4960. Now the ratio of delta1 to delta2 will be rational regardless of the
  4961. value of x, since x will factor out; let's call this ratio p over q (p
  4962. and q relatively prime).  We would like to choose { ai } and { bi }
  4963. such that for any set of mints J, which will be a subset of { 1 , 2 ,
  4964. ... , n }, that
  4965.  
  4966.     Sum aj    ( = Sum  ai ci ) is relatively prime to Sum bj.
  4967.  
  4968. If this is true then we can determine the error x; it will simply be
  4969. delta1/p, which is equal to  delta2/q.
  4970.  
  4971. If the { ai } have been carefully chosen, we should be able to figure
  4972. out the bogus mints from one of the weighings, provided that
  4973. all subsets ( { { aj } over all J } ) have unique sums.
  4974. This was the strategy proposed above, where is was suggested
  4975. that ai = 3 ** (i-1) ; note that you can use base 2 instead
  4976. of base 3 since all the errors have the same sign.
  4977.  
  4978. Well, for the time being I'm stumped.
  4979.  
  4980. This agrees with the analysis I've been fighting with.  I actually
  4981. came up with a pair of functions that "almost" works.  So that the
  4982. rest of you can save some time (in case you think the way I did):
  4983.     Weighing 1: 1 coin from each mint
  4984.     Weighing 2: 2^(k-1) coins from mint k, for 1...k...n 
  4985.     (total 2^n - 1 coins)
  4986.  
  4987. Consider the n mints to be one-bit-each -- bit set -> mint makes bogus
  4988. coins.  Then we can just state that we're trying to discover "K",
  4989. where K is a number whose bit pattern _just_ describes the bogosity of
  4990. each mint.  OK - now, assuming we know 'x', and we only consider the
  4991. *difference* of the weighing from what it should be, for weighing 1,
  4992. the devaiation is just the Hamming weight of K -- that is the number
  4993. of 1-bits in it -- that is, the number of bogosifying mints.  For
  4994. weighing 2, the deviation is just K!  When the nth bit of K is set,
  4995. then that mint contributes just 2^n to the deviation, and so the total
  4996. deviation will just be K.
  4997.  
  4998. So that set me in search of a lemma: given H(x) is the hamming weight
  4999. of x, is f(x) = x / H(x) a 1-1 map integers into rationals?  That is,
  5000. if x/H(x) = y/H(y) can we conclude that x = y?
  5001.  
  5002. The answer (weep) is NO.  The lowest pair I could find are 402/603
  5003. (both give the ratio 100.5).  Boy it sure looked like a good
  5004. conjecture for a while!  Sigh.
  5005.  
  5006.  
  5007. There are two parts to the problem. First let us try to come up with a 
  5008. solution to finding the answer in 2 weighings - then worry about using the
  5009. min. number of coins.
  5010. Solutions are for GENERAL n.
  5011.  
  5012. Let N = set of all mints, 1 to n. Card(N) = n.
  5013. Let P = set of all bogus mints. Let Card(P) = p.
  5014.  
  5015. Weighing I: Weigh n coins, 1 from each mint.
  5016.  
  5017. Since each "good" coins weighs one ounce, let delta1 be the error in weighing.
  5018. Since all bogus coins are identical, let delta1 be abs(error).
  5019. If x is the weight by which one bogus coin differs from a good coin,
  5020.  delta1 = p * x.
  5021.  
  5022. Weighing II: The coins to be weighed are composed thusly.
  5023.  
  5024. Let a1 be the number of coins from mint 1, a2 # from mint2 .. and an from
  5025. mint n. All ai's are distinct integers.
  5026.  
  5027. Let A = Set of all ai's.
  5028.  
  5029. Let delta2 = (abs.) error in weighing 2 = x * k
  5030.     where k is the number of coins that are bogus in weighing two.
  5031. Or more formally
  5032.         k = sigma(ai)
  5033.          (over all i in P)
  5034.  
  5035. Assuming p is not zero (from Weighing I - in that case go back and get beheaded
  5036. for giving the king BAAAAAD advice), 
  5037.     Let ratio = delta1/delta2 = p/k.
  5038.     Let IR = delta2/delta1 = k/p = inverse-ratio (for later proof).
  5039.  
  5040. Let S(i) be the bag of all numbers generated by summing i distinct elements 
  5041. from A. Clearly there will be nCi (that n comb. i) elements in S(i).
  5042.  
  5043. [A bag is a set that can have the same element occur more than once.]
  5044.  
  5045. So S(1) = A
  5046. and S(n) will have one element that is the sum of all the elements of A.
  5047.  
  5048. Let R(i) = {x : For-all y in S(i), x = i/y} expressed as p/q (no common 
  5049.                                 factors).
  5050. (R is a bag too).
  5051.  
  5052. Let R-A = Bag-Union(R(i) for 1>= i >=n). (can include same element twice)
  5053.  
  5054. Choose A, such that all elements of R-A are DISTINCT, i.e. Bag(R-A) = Set(R-A).
  5055.  
  5056. Let the sequence a1, a2, .. an, be an L-sequence if the above property is
  5057. true. Or more simply, A is in L.
  5058.  
  5059. **********************************************************************
  5060. CONJECTURE: The bogus mint problem is solved in two weighings if A is in L.
  5061.  
  5062. Sketchy proof: R(1) = all possible ratios (= delta1/delta2) when p=1.
  5063. R(i) = all possible ratio's when p=i.
  5064.  
  5065. Since all possible combinations of bogus mints are reflected in R, just match
  5066. the actual ratio with the generated table for n.
  5067.  
  5068. ************************************************************************
  5069. A brief example. Say n=3. Skip to next line if you want.
  5070. Let A=(2,3,7).
  5071.  
  5072. p=1 possible ratios = 1/2 1/3 1/7
  5073. p=2 possible ratios = 2/5 2/9 1/5(2/10)
  5074. p=3 possible ratios = 1/4(3/12) (lots of blood in Scandalvania).
  5075.  
  5076. As all outcomes are distinct, and the actual ratio MUST be one of these,
  5077. match it to the answer, and start sharpening the axe.
  5078.  
  5079. Note that the minimum for n=3 is A=(0,1,3)
  5080. possible ratios are 
  5081. p=1 infinity (delta2=0),1,1/3
  5082. p=2 2/1,2/3,1/2
  5083. p=3 3/4
  5084.  
  5085. ************************************************************************
  5086.  
  5087. All those with the determination to get this far are saying OK, OK how do we
  5088. get A.
  5089.  
  5090. I propose a solution that will generate A, to give you the answer in two
  5091. weighings, but will not give you the optimal number of coins.
  5092.  
  5093. Let a1=0
  5094.  
  5095. For i>=2 >=n
  5096.  
  5097. ai = i*(a1 + a2 + ... + ai-1) + 1
  5098.  
  5099. *****************************************
  5100. *        i-1            *
  5101. *    ai = i* [Sigma(aj)] + 1     *   ****Generator function G*****
  5102. *        j=1            *
  5103. *****************************************
  5104.  
  5105. If A is L, all RATIO's are unique. Also all inverse-ratio's (1/ratio) are
  5106. unique. I will prove that all inverse-ratio's (or IR's) are unique.
  5107.  
  5108. Let A(k), be the series generated by the first k elements from eqn. G.(above)
  5109.  
  5110. ************************************************************************
  5111.  
  5112. PROOF BY INDUCTION.
  5113.  
  5114. A(1) = {0} is in L.
  5115. A(2) = {0,1} is in L.
  5116.  
  5117. ASSUME A(k) = {0,1, ..., ak} is in L.
  5118.  
  5119. T.P.T. A(k+1) = {0,1, ..., ak, D) is in L where D is generated from G.
  5120.  
  5121. We know that all IR's(inverse ratio's)  from A(k) are distinct.
  5122.  
  5123. Let K = set of all IR's of A(k).
  5124.  
  5125. Since A(k+1) contains A(k), all IR's of A(k) will also be IR's of A(K+1).
  5126.  
  5127. So for all P, such that (k+1) is not in P, we get a distinct IR.
  5128.  
  5129. So consider cases when (k+1) is in P.
  5130.  
  5131. p=1 (i.e. (k+1) = only bogus mint), IR = D
  5132.  
  5133. ______________________________________________________________________
  5134. CONJECTURE: Highest IR for A(k) = max(K) = ak
  5135.  
  5136. Proof:     Since max[A(k)] = ak,
  5137.         for p'= 1, max IR = ak/1 = ak
  5138.         for p'= 2, max IR (max sum of 2 ai's)/2
  5139.                = (ak + ak-1)/2 < ak (as ak>ak-1).
  5140.         for p'= i max IR sum of largest i elements of A(k)
  5141.                       --------------------------------
  5142.                         i
  5143.                 < i * ak/i = ak.
  5144.     So max. IR for A(k) is ak.
  5145. ______________________________________________________________________
  5146.  
  5147. D > ak
  5148. So for p=1 IR is distinct.
  5149.  
  5150. Let Xim be the IR formed by choosing i elements from A(k+1). 
  5151.     Note: We are choosing D and (i-1) elements from A(k).
  5152.           m is just an index to denote each distinct combination of
  5153.           (i-1) elemnts of A(i).
  5154.  
  5155. ______________________________________________________________________
  5156. CONJECTURE : For p=j, all new IR's Xjm are limited to the range
  5157.          D/(j-1) > Xjm > D/j.
  5158.  
  5159. Proof:
  5160.     Xjm = (D + {j-1 elements of A(k)})/j
  5161.  
  5162.     Clearly Xjm > D/j.
  5163.  
  5164.     To show: max[Xjm] < D/(j-1)
  5165.  
  5166.     Note: a1 + a2 .. + ak < D/(k+1)
  5167.  
  5168.        max[Xjm] = (D + ak + ak-1 +  ... + a(k-j+1))/j
  5169.         < (D + D/(k+1))/j
  5170.         = D (k+2)/(k+1)j
  5171.         = [D/(j-1)] * alpha.
  5172.  
  5173.     alpha = (j-1)/(j)  *  (k+2)/(k+1)
  5174.         
  5175.         Since j <= k, (j-1)/j <= (k-1)/k < (k+1)/(k+2)
  5176.  
  5177.     IMPLIES alpha < 1.
  5178.  
  5179. Conjecture proved.
  5180.  
  5181. ______________________________________________________________________
  5182. CONJECTURE : For a given p, all newly generated IR's are distinct.
  5183.  
  5184. Proof by contradiction:
  5185.  
  5186. Assume this is not so.
  5187.  
  5188. Implies
  5189.     (D + (p-1) elements of A(k))/p 
  5190.     = (D + some other (p-1) elements of A(k))/p 
  5191.  
  5192. Implies SUM[(p-1) elements of A(k)] = SUM[ some other (p-1) elements of A(k)]
  5193.  
  5194. Implies SUM[(p-1) elements of A(k)]/(p-1) 
  5195.         = SUM[some other (p-1) elements]/(p-1)
  5196.  
  5197. Implies A(k) is NOT in L.
  5198.  
  5199. Contra.
  5200.  
  5201. Hence conjecture.
  5202. ______________________________________________________________________
  5203.  
  5204. CONJECTURE: A(k+1) is in L.
  5205.  
  5206. Since all newly generated IR's are distinct from each other, and all newly generated IR's are greater than previous IR's, A(k+1) is in L.
  5207.  
  5208. ==> logic/zoo.p <==
  5209.  I took some nephews and nieces to the Zoo, and we halted at a cage marked
  5210.  
  5211.             Tovus Slithius, male and female.
  5212.           Beregovus Mimsius, male and female.
  5213.              Rathus Momus, male and female.
  5214.         Jabberwockius Vulgaris, male and female.
  5215.  
  5216.  The eight animals were asleep in a row, and the children began to guess
  5217.  which was which.  "That one at the end is Mr Tove."  "No, no!  It's Mrs
  5218.  Jabberwock," and so on.  I suggested that they should each write down
  5219.  the names in order from left to right, and offered a prize to the one
  5220.  who got most names right.
  5221.  
  5222.  As the four species were easily distinguished, no mistake would arise in
  5223.  pairing the animals; naturally a child who identified one animal as Mr
  5224.  Tove identified the other animal of the same species as Mrs Tove.
  5225.  
  5226.  The keeper, who consented to judge the lists, scrutinised them carefully.
  5227.  "Here's a queer thing.  I take two of the lists, say, John's and Mary's.
  5228.  The animal which John supposes to be the animal which Mary supposes to be
  5229.  Mr Tove is the animal which Mary supposes to be the animal which John
  5230.  supposes to be Mrs Tove.  It is just the same for every pair of lists,
  5231.  and for all four species.
  5232.  
  5233.  "Curiouser and curiouser!  Each boy supposes Mr Tove to be the animal
  5234.  which he supposes to be Mr Tove; but each girl supposes Mr Tove to be
  5235.  the animal which she supposes to be Mrs Tove.  And similarly for the oth-
  5236.  er animals.  I mean, for instance, that the animal Mary calls Mr Tove
  5237.  is really Mrs Rathe, but the animal she calls Mrs Rathe is really Mrs
  5238.  Tove."
  5239.  
  5240.  "It seems a little involved," I said, "but I suppose it is a remarkable
  5241.  coincidence."
  5242.  
  5243.  "Very remarkable," replied Mr Dodgson (whom I had supposed to be the
  5244.  keeper) "and it could not have happened if you had brought any more
  5245.  children."
  5246.  
  5247.  How many nephews and nieces were there?  Was the winner a boy or a girl?
  5248.  And how many names did the winner get right?    [by Sir Arthur Eddington]
  5249.  
  5250. ==> logic/zoo.s <==
  5251. Given that there is at least one boy and one girl (John and Mary are
  5252. mentioned) then the answer is that there were 3 nephews and 2 nieces,
  5253. the winner was a boy who got 4 right.
  5254.  
  5255. Number the animals 1 through 8, such that the females are even and the
  5256. males are odd, with members of the same species consecutive; i.e.  1 is
  5257. Mr. Tove, 2 Mrs. Tove, etc.
  5258.  
  5259. Then each childs guesses can be represented by a permutation.  I use
  5260. the standard notation of a permutation as a set of orbits.  For
  5261. example: (1 3 5)(6 8) means 1 -> 3, 3 -> 5, 5 -> 1, 6 -> 8, 8 -> 6 and
  5262. 2,4,7 are unchanged.
  5263.  
  5264. [1]  Let P be any childs guesses.  Then P(mate(i)) = mate(P(i)).
  5265.  
  5266. [2]  If Q is another childs guesses, then [P,Q] = T, where [P,Q] is the
  5267. commutator of P and Q (P composed with Q composed with P inverse
  5268. composed with Q inverse) and T is the special permutation (1 2) (3 4)
  5269. (5 6) (7 8) that just swaps each animal with its spouse.
  5270.  
  5271. [3]  If P represents a boy, then P*P = I (I use * for composition, and
  5272. I for the identity permutation: (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)
  5273.  
  5274. [4]  If P represents a girl, then P*P = T.
  5275.  
  5276. [1] and [4] together mean that all girl's guesses must be of the form:
  5277.     (A B C D) (E F G H) where A and C are mates, as are B & D,
  5278.     E & F G & H.
  5279.  
  5280. So without loss of generality let Mary = (1 3 2 4) (5 7 6 8)
  5281. Without to much effort we see that the only possibilities for other
  5282. girls "compatible" with Mary (I use compatible to mean the relation
  5283. expressed in [2]) are:
  5284.     g1:  (1 5 2 6) (3 8 4 7)
  5285.     g2:  (1 6 2 5) (3 7 4 8)
  5286.     g3:  (1 7 2 8) (3 5 4 6)
  5287.     g4:  (1 8 2 7) (3 6 4 5)
  5288.  
  5289. Note that g1 is incompatible with g2 and g3 is incompatible with g4.
  5290. Thus no 4 of Mary and g1-4 are mutually compatible.  Thus there are at
  5291. most three girls: Mary, g1 and g3 (without loss of generality)
  5292.  
  5293. By [1] and [3], each boy must be represented as a product of
  5294. transpostions and/or singletons: e.g. (1 3) (2 4) (5) (6) (7) (8) or
  5295. (1) (2) (3 4) (5 8) (6 7).
  5296.  
  5297. Let J represent John's guesses and consider J(1).
  5298. If J(1) = 1, then J(2) = 2 (by [1]) using [2] and Mary J(3) = 4, J(4) =
  5299. 3,  and g1 & J => J(5) = 6, J(6) = 5, & g3 & J => J(8) = 7 J(7) = 8
  5300. i.e. J = (1)(2)(3 4)(5 6)(7 8).  But the [J,Mary] <> T.  In fact, we
  5301. can see that J must have no fixed points, J(i) <> i for all i, since
  5302. there is nothing special about i = 1.
  5303.  
  5304. If J(1) = 2, then we get from Mary that J(3) = 3.  contradiction.
  5305.  
  5306. If J(1) = 3, then J(2) = 4, J(3) = 1, J(4) = 2 (from Mary) =>
  5307.    J(5) = 7, J(6) = 8, J(7) = 5, J(8) = 6 => J = (1 3)(2 4)(5 7)(6 8)
  5308.    (from g1)
  5309. But then J is incompatible with g3.
  5310.  
  5311. A similar analysis shows that J(1) cannot be 4,5,6,7 or 8; i.e. no J 
  5312. can be compatible with all three girls.  So without loss of generality,
  5313. throw away g3.
  5314.  
  5315. We have Mary = (1 3 2 4) (5 7 6 8)
  5316.         g1   = (1 5 2 6) (3 8 4 7)
  5317.  
  5318. The following are the only possible boy guesses which are compatible
  5319. with
  5320. both of these:
  5321.  
  5322.   B1: (1)(2)(3 4)(5 6)(7)(8)
  5323.   B2: (1 2)(3)(4)(5)(6)(7 8)
  5324.   B3: (1 3)(2 4)(5 7)(6 8)
  5325.   B4: (1 4)(2 3)(5 8)(6 7)
  5326.   B5: (1 5)(2 6)(3 8)(4 7)
  5327.   B6: (1 6)(2 5)(3 7)(4 8)
  5328.  
  5329. Note that B1 & B2 are incombatible, as are B3 & B4, B5 & B6, so at most
  5330. three of them are mutually compatible.  In fact, Mary, g1, B1, B3 and
  5331. B5 are all mutually compatible (as are all the other possibilities you
  5332. can get by choosing either B1 or B2, B3 or B4, B5 or B6.  So if there
  5333. are 2 girls there can be 3 boys, but no more, and we have already
  5334. eliminated the case of 3 girls and 1 boy.
  5335.  
  5336. The only other possibility to consider is whether there can be 4 or
  5337. more boys and 1 girl.  Suppose there are Mary and 4 boys.  Each boy
  5338. must map 1 to a different digit or they would not be mutually
  5339. compatible.  For example if b1 and b2 both map 1 to 3, then they both
  5340. map 3 to 1 (since a boy's map consists of transpositions), so both
  5341. b1*b2 and b2*b1 map 1 to 1.  Furthermore, b1 and b2 cannot map 1 onto
  5342. spouses.  For example, if b1(1) = a and b is the spouse of a, then
  5343. b1(2) = b.  If b2(1) = b, then b2(2) = a.  Then b1*b2(1) = b1(b) = 2
  5344. and b2*b1(1) = b2(a) = 2 (again using the fact that boys are all
  5345. transpostions).  Thus the four boys must be:
  5346.  
  5347. B1: (1)(2)...    or (1 2)....
  5348. B2: (1 3)...     or (1 4) ...
  5349. B3: (1 5) ...    or (1 6) ...
  5350. B4: (1 7) ...    or (1 8) ...
  5351.  
  5352. Consider B4.  The only permutation of the form (1 7)... which is
  5353. compatible
  5354. with Mary ( (1 3 2 4) (5 7 6 8) ) is:
  5355.  
  5356.    (1 7)(2 8)(3 5)(4 6)
  5357.  
  5358. The only (1 8)... possibility is:
  5359.  
  5360.    (1 8)(2 7)(3 6)(4 5)
  5361.  
  5362. Suppose B4 = (1 7)(2 8)(3 5)(4 6)
  5363.  
  5364. If B3 starts (1 5), it must be (1 5)(2 6)(3 8)(4 7) to be compatible
  5365. with B4.  This is compatible with Mary also.
  5366.  
  5367. Assuming this and B2 starts with (1 3) we get B2 = (1 3)(2 4)(5 8)(6 7)
  5368. in order to be compatible with B4.  But then B2*B3 and B3*B2 moth map 1
  5369. to 8.  I.e. no B2 is mutually compatible with B3 & B4.
  5370.  
  5371. Similarly if B2 starts with (1 4) it must be (1 4)(2 3)(5 7)(6 8) to
  5372. work with B4, but this doesn't work with B3.
  5373.  
  5374. Likewise B3 starting with (1 6) leads to no possible B2 and the
  5375. identical reasoning eliminates B4 = (1 8)...
  5376.  
  5377. So no B4 is possible!
  5378.  
  5379. I.e at most 3 boys are mutually compatiblw with Mary, so 2 girls & 3
  5380. boys is optimal.
  5381.  
  5382. Thus:
  5383.  
  5384. Mary = (1 3 2 4) (5 7 6 8)
  5385. Sue  = (1 5 2 6) (3 8 4 7)  
  5386. John = (1)(2)(3 4)(5 6)(7)(8)
  5387. Bob  = (1 3)(2 4)(5 7)(6 8)
  5388. Jim  = (1 5)(2 6)(3 8)(4 7)
  5389.  
  5390. is one optimal solution, with the winner being John (4 right: 1 2 7 & 8)
  5391.