この記事は、
カードゲーム!について書いています。
ブログ連投、失礼します…m(_ _)m
数学的思考を要する内容ですので、ご了承ください…(^_^;)
本日、のぎっこさんのブログで、問題が発表されました。
~~~~~~~~~~~以下のぎっこさんより引用します~~~~~~~~~~~~
上から1,2,3・・・と最後一番下は13とします。
1)1番上のカードを1番下にもってくる
2)1番上に来たカードを捨てる
この操作を1枚だけになるまで繰り返します。
この時に最後に残るカードは何?というゲームです。
例えると、2枚あるときは1,2の2枚。
1を下にして2を捨てるので最後に残るのは「1」が答え。
分かりますよね。
3枚の時は1,2,3の3枚
1を下にして2を捨てその上をまた下にもってきてその上のカードを捨てる。
答えは?やればすぐに出来ますよね。
さて、13枚の時に最後に残る数字は何でしょう?
では、もっと多くして63枚ある時は?
~~~~~~~~~~~以上のぎっこさんより引用でした~~~~~~~~~~~~~
今日のお昼から夕方まで、ムスメのダンスを観ながらも、ずっと考えてました…
途中、「ああ、巷では、高校3年生はセンター試験をがんばってるんだなぁ」と
思いながら、私はケータイのメモ帳機能をフル活用して考えました…
家で夕食を済ませ、その後、紙で書いて、理屈を考え、
ようやく解答を得ましたので、解説します♪
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
まずは、問題は数字を上から下に並べてますが、PCの表現上、
左から右へ…という書き方をします。
まずは、実際に問題を解きながら、見ていきましょう♪
n= 2 のとき
①
②↓ …はじめの状態、左の①が最右に移動します。
②① …一番右の②が消えます。
① …①が残って終わり。
n=3のとき
①②③
②③①
③①
①③
③
~~~~~
n=4のとき
①②③④
②③④①
③④①
④①③
①③
③①
①
n=5のとき
①②③④⑤ …偶数に赤
②③④⑤①
③④⑤①
④⑤①③
⑤①③ …すべて奇数(偶数番に赤)
①③⑤
③⑤ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑤③
③
n=6のとき
①②③④⑤⑥ …偶数に赤
②③④⑤⑥①
③④⑤⑥①
④⑤⑥①③
⑤⑥①③
⑥①③⑤
①③⑤ …すべて奇数(偶数番に赤)
③⑤
⑤① …すべて奇数(偶数番に赤)
①⑤
⑤
n=7のとき
①②③④⑤⑥⑦ …偶数に赤
②③④⑤⑥⑦①
③④⑤⑥⑦①
④⑤⑥⑦①③
⑤⑥⑦①③
⑥⑦①③⑤
⑦①③⑤ …すべて奇数(偶数番に赤)
①③⑤⑦
③⑤⑦ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑤⑦③
⑦③ …すべて奇数(偶数番に赤)
③⑦
⑦
n=8のとき
①②③④⑤⑥⑦⑧ …偶数に赤
②③④⑤⑥⑦⑧①
③④⑤⑥⑦⑧①
④⑤⑥⑦⑧①③
⑤⑥⑦⑧①③
⑥⑦⑧①③⑤
⑦⑧①③⑤
⑧①③⑤⑦
①③⑤⑦ …すべて奇数(偶数番に赤)
③⑤⑦①
⑤⑦① …すべて奇数(偶数番に赤)
⑦①⑤
①⑤ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑤①
①
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ココまでの答えをまとめてみましょう。
n=2:①
n=3:③
n=4:①
n=5:③
n=6:⑤
n=7:⑦
n=8:①
数字だけをまとめると
①③ ①③⑤⑦ ①?
この次(n=9,10,11,12,13)の流れ的には
①③ ①③⑤⑦ ①③⑤⑦⑨⑪・・・と流れそうですよね?
確認しますが、もう一つ気付いて欲しいことが…
最初になくなっていく数は何でしょう?
そう、偶数ですよね?
…ということで、n=9以降は省略して考えます。
n=9のときの奇数の残り方(n=5の結果を参照してみてください。)
※最後の偶数⑧が消えた直後
⑨①③⑤⑦ …すべて奇数(偶数番に赤)
①③⑤⑦⑨
③⑤⑦⑨
⑤⑦⑨③
⑦⑨③ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑨③⑦
③⑦ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑦③
③
n=10のとき奇数の残り方(n=5の結果を参照してみてください。)
※最後の偶数⑩が消えた直後
①③⑤⑦⑨ …すべて奇数(偶数番に赤)
③⑤⑦⑨①
⑤⑦⑨①
⑦⑨①⑤
⑨①⑤ …すべて奇数(偶数番に赤)
①⑤⑨
⑤⑨ …すべて奇数(偶数番に赤)
⑨⑤
⑤
この時点で、数字の配列をみてください。
斜めに同じ数字が配列されていることに気づきませんか♪(´∀`*)
~いやぁ~美しぃ♪(´∀`*)
さて、さらに答え方を省略します。
n=11のときの奇数の残り方(n=6の結果を参照してみてください。※結果は⑤番目)
※最後の偶数⑩が消えた直後
⑪①③⑤⑦⑨
結果は5番目の奇数だから、
⑦
n=12のときの奇数の残り方(n=6の結果を参照してみてください。※結果は⑤番目)
※最後の偶数⑩が消えた直後
①③⑤⑦⑨⑪
結果は5番目の奇数だから、
⑨
n=13のときの奇数の残り方(n=7の結果を参照してみてください。※結果は⑦番目)
※最後の偶数⑫が消えた直後
⑬①③⑤⑦⑨⑪
結果は7番目の奇数だから、
⑪
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
のぎっこさんの出されたオーダーはココまでなんですが、
も少し掘り進みましょう。
彼もその先を知って欲しいとお考えです♪(^_^;)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
n=14のときの奇数の残り方(n=7の結果を参照してみてください。※結果は⑦番目)
※最後の偶数⑭が消えた直後
①③⑤⑦⑨⑪⑬
結果は7番目の奇数だから、
⑬
n=15のときの奇数の残り方(n=8の結果を参照してみてください。※結果は①番目)
※最後の偶数⑭が消えた直後
⑮①③⑤⑦⑨⑪⑬
結果は1番目の奇数だから、
⑮
n=16のときの奇数の残り方(n=8の結果を参照してみてください。※結果は①番目)
※最後の偶数⑯が消えた直後
①③⑤⑦⑨⑪⑬⑮
結果は1番目の奇数だから、
①
…ここまでで再び答えをまとめてみましょう。
結果だけをまとめると…
n= 2 ~ ①③
n= 4 ~ ①③⑤⑦
n= 8 ~ ①③⑤⑦⑨⑪⑬⑮
n=16 ~ ①③⑤⑦⑨⑪⑬⑮⑰⑲…
どうやら、n=16以降は、1から31までの16個の奇数でそれぞれ残り、
次は n=32以降は、1から63までの32個の奇数でそれぞれ残りそうですね♪
実際には、数学的帰納法などを用いて証明する必要がありますが、
今回は省略いたします…(^_^;)…といいつつ、私にはムリす…
ここで、どうやって計算方法を出すかということですが、
このように考えました。
ここで、2を2倍して4。さらに2倍して8という風に、
2,4,8,16,32,64,128,…なる倍々数を考えておきます。
※正式名称知りません…(^_^;)
n=13のとき…13以下の最も近い倍々数8を引くと
13-8=5
「13は8から数えて5+1=6番目の数です」
ということは、n=13のときに最後に残る数は、
1から数えて6番目の奇数なので、
2×6-1=11
となります。
となると、のぎっこさんの出されたn=63の場合は
63以下の最も近い倍々数は32。
63は32から数えて63-32+1=32番目の数なので、
2×32-1=63
となるわけですね。
ちなみに、63の次の数である64は倍々数なので、このときの結果は1です。
~~~~~~~~解答の時間~~~~~~~~
高校数学レベルなら、
「N個の数字を並べたとき、最後に残る数Xはいくらか?」の解答は
※2のn乗を2^nとします。
・2^n<N<2^(n+1)を満たす2^nを求めて、式にすると
X=2{(N-2^n)+1}-1
コレを展開してまとめると
∴ X=2(N-2^n)+1
小学生向けな解答なら…
倍々数を2,4,8,16,32,64,128…として…
「その数からそれ以下で最も近い倍々数を引いて、
それを2倍して1を足す!」
たとえば、136の場合なら、
(136-128)×2+1=17
17になるわけです♪
いかがでしょ?
とまあ、こんなことを、この土曜日に、解説・解答込みで、
12時間かけていたわけなんですねぇ…(^_^;)
やべ!明日は早起き!
もう寝ます!
でわまた♪(^-^)ノ
Posted at 2011/01/16 00:13:28 | |
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