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La torre de Hanói

La torre de Hanói es un problema matemático de origen indio que lleva más de un siglo siendo estudiado en matemáticas, informática y psicología cognitiva. Su aparente sencillez esconde una progresión exponencial que sorprende a todo el mundo: mover 64 discos, siguiendo las reglas, requeriría más de 580 mil millones de años.

Aquí encontrarás la solución completa, la recurrencia matemática y la fórmula cerrada para cualquier número de discos.

Hay tres varillas y una torre de 7 discos de distintos tamaños, apilados de mayor a menor en una de ellas.

Solo puedes mover un disco cada vez y nunca puedes colocar un disco grande sobre uno pequeño.

¿Cuál es el número mínimo de movimientos necesario para trasladar toda la torre a otra varilla?

Pistas

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  1. Antes de mover el disco mayor, hay que apartar todos los discos que tiene encima.
  2. Eso obliga a resolver dos veces el mismo problema con un disco menos.
  3. Si T(n) es el mínimo para n discos, la relación clave es T(n)=2T(n−1)+1.

Solución

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Respuesta: hacen falta 127 movimientos.

Para mover una torre de $n$ discos, el disco mayor no puede moverse hasta que los $n-1$ discos superiores estén en la varilla auxiliar. Ese primer bloque exige $T(n-1)$ movimientos.

Después se mueve el disco mayor una sola vez.

Por último, hay que trasladar los $n-1$ discos desde la varilla auxiliar hasta la varilla de destino, lo que exige otros $T(n-1)$ movimientos.

Por tanto:

$$ T(n)=T(n-1)+1+T(n-1)=2T(n-1)+1. $$

Como $T(1)=1$, se obtiene:

$$ T(n)=2^n-1. $$

Para 7 discos:

$$ T(7)=2^7-1=128-1=127. $$

Así que el mínimo es 127 movimientos.

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