Ionica Smeets beantwoordt lezersvragen met wiskunde. Deze week: je schoenen strikken.
Laatst zag ik tijdens een wandeling dat ik de veters van mijn twee schoenen op twee verschillende manieren had geregen. Al wandelend probeerde ik in gedachten uit te vinden op hoeveel verschillende manieren je eigenlijk je veters kunt rijgen. Dat was nog niet zo eenvoudig: bovenlangs, onderlangs, boven kruisend, onder kruisend, afijn: er zijn nogal wat mogelijkheden. Op hoeveel verschillende manieren kan ik mijn veters strikken bij een schoen met twee rijen van vijf gaatjes, waarbij elk gaatje wordt gebruikt?
Hans Jonkers
Zo’n vijfentwintig jaar geleden piekerde wiskundige Burkard Polster over deze vraag. Polster kon niet slapen en in plaats van schaapjes te tellen, telde hij manieren om veters te rijgen. Of zoals hij in een interview zei: ‘Om te ontspannen van wiskunde, doe je meer wiskunde.’
Over de auteur
Ionica Smeets is hoogleraar wetenschapscommunicatie aan de Universiteit Leiden en columnist van de Volkskrant. Columnisten hebben de vrijheid hun mening te geven en hoeven zich niet te houden aan de journalistieke regels voor objectiviteit. Lees hier onze richtlijnen.
Dat liep een beetje uit de hand, want Polster begon zich ook af te vragen wat nu de beste manier was om je veters te rijgen. In 2002 publiceerde hij zijn bevindingen in het prestigieuze wetenschappelijk tijdschrift Nature.
Polster begint zijn artikel met een reeks definities en aannamen. U eist dat elk gaatje wordt gebruikt, maar Polster gaat een stap verder. Hij verbiedt ook dat een veter achter elkaar drie gaatjes in dezelfde rij met elkaar verbindt, omdat het middelste gaatje dan niets bijdraagt aan het dichtmaken van de schoen. Hij geeft de algemene formule voor hoeveel manieren van rijgen er zijn bij 2n gaatjes, die zal ik u besparen. Voor uw geval van tien gaatjes (n=5) blijken er 51.840 verschillende mogelijkheden te zijn. Als u elke ochtend uw veters op een andere manier rijgt, dan kunt u ruim 141 jaar vooruit, voordat u in herhaling valt.
En het kan nog veel wilder, want Polster was vrij conservatief in zijn aannamen. Op Ians schoenvetersite rekent ene Ian uit dat er nog veel meer mogelijkheden zijn. Waarom zou je veter altijd bij de bovenste gaatjes moeten eindigen? Waarom zou je maar één keer door elk gaatje gaan? En waarom zou je niet de veters in een geinig patroontje weven tussen twee gaatjes in? Als je zo denkt, dan zijn er een boeljoen mogelijkheden (om mijn favoriete Donald Duck-getal te gebruiken.) Op de site van Ian kun je op een app allerlei opties proberen.
Polster heeft dus ook nog gekeken naar wat de beste manier is om je veters te rijgen. Hij concludeerde dat de ongebruikelijke vlinderdas-methode het efficiëntst is, waarbij je beurtelings tegenover elkaar liggende gaatjes recht verbindt, kruisjes maakt (dat is de vlinderdas) en een gat laat vallen door twee naast elkaar liggende gaatjes uit dezelfde rij te verbinden. Daarmee heb je de kortste veter nodig om je schoenen dicht te krijgen (handig om te weten als je veter breekt en je alleen een net te korte in huis hebt). Al is het de vraag of kort het beste is voor een veter.
Polster rekent voor dat de twee meest gebruikte manieren om veters te rijgen (kruislings zigzaggen vanaf onderen, of één kant direct naar boven halen en dan het andere eind zigzaggend naar boven werken) de stevigste varianten zijn. Kortom: dit was een uitstekende vraag, Hans Jonkers. Als u vijfentwintig jaar eerder was geweest, was dit een publicatie in Nature geworden.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant