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El oráculo modular

El oráculo modular es un acertijo de lógica matemática que funciona muy bien para medir precisión lógica bajo presión. La clave está en leer con calma, separar datos de suposiciones y construir un argumento consistente de principio a fin.

Es una práctica excelente dentro de el archivo de acertijos para quienes quieren mejorar su forma de pensar problemas complejos. Intenta resolverlo antes de consultar la solución completa.

Hay 100 personas numeradas del 0 al 99. En la frente de cada una se escribe un número entero entre 0 y 99. Puede haber repeticiones.

Cada persona ve los 99 números de los demás, pero no el suyo.

Antes de que se escriban los números, las 100 personas pueden acordar una estrategia. Después, sin comunicarse, cada una debe escribir una única predicción para su propio número.

El grupo gana si al menos una persona acierta.

¿Existe una estrategia que garantice la victoria, sean cuales sean los 100 números escritos?

Pistas

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  1. No intentes que todos acierten: basta con garantizar que uno lo haga.
  2. Conviene que cada persona apueste por una posibilidad distinta para la suma total de todos los números.
  3. Trabaja módulo 100: si cada persona fuerza una suma total diferente, una de esas sumas coincidirá con la real.

Solución

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Respuesta: sí. Existe una estrategia que garantiza que exactamente una persona acierte.

Numeramos a las personas del 0 al 99 y trabajamos módulo 100.

La persona $i$ suma los 99 números que ve. Llamemos a esa suma $s_i$. Entonces escribe como predicción el número

$$ g_i\equiv i-s_i\pmod{100}. $$

Veamos por qué funciona.

Sea $S$ la suma real de los 100 números, tomada módulo 100. Si el número real de la persona $i$ es $x_i$, entonces la suma de los números que ve es

$$ s_i\equiv S-x_i\pmod{100}. $$

Su predicción es, por tanto,

$$ g_i\equiv i-s_i\equiv i-(S-x_i)\equiv x_i+i-S\pmod{100}. $$

La persona $i$ acierta exactamente cuando

$$ g_i\equiv x_i\pmod{100}, $$

lo cual ocurre exactamente cuando

$$ i\equiv S\pmod{100}. $$

Como entre las personas numeradas del 0 al 99 hay una única persona cuyo índice coincide con $S$ módulo 100, exactamente una persona acierta. Así que el grupo tiene una estrategia ganadora garantizada.

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