Weekend Mathematicsコロキウム室1998.7〜12/NO.22

 

コロキウム室



NO.168     10/20   Junko     日本シリ−ズ(9)

今日は移動日ということで、日本シリ−ズはありません。 何となく淋しいなあ・・・。
ところで今回の日本シリ−ズは、 第1、2試合が横浜スタジアム、 第3、4、5試合が西武ド−ム、 そして第6、7試合が再び横浜スタジアムで行われる予定だそうです。 (毎年、このパタ−ンで両チ−ムのホ−ム球場を使うのでしょうか?) もちろん第5試合以降は、試合の流れによってはやらない可能性もあるわけです。

そこで、私はこんなことを考えました。
単純に試合数に比例してチケット収入等が入るとして、 横浜スタジアムと西武ド−ムではどちらが得か?

第1〜4試合までは確実に行われるわけで、この部分についたは2試合 づつなので平等です。実施される可能性の高い第5試合を1つとるか、 それとも可能性は低くなるものの第6試合と第7試合の2つをとるか? あなたならどうします?





NO.169     10/21   水の流れ     1998カ−ドの問題(1)

1〜1998までの整数を表にかいたカードが並べられている。 このカードに全て表の状態からはじめて次の1998個の操作を する。

操作が終了したとき、表向きになっているカードは何枚あるか。



NO.170     10/21   Junko     日本シリ−ズ(10)

今日は雨のために日本シリ−ズはありません。残念。
NO.168での 横浜スタジアムと西武ド−ムではどちらが得か?という話しです。
第4試合までで決着した場合と、 第6試合までで決着した場合は、 どちらの球場も同数の試合をこなしたことになるので、平等です。
第5試合までで決着した場合は西武ド−ムがお得、 第7試合までもつれこんだ場合は横浜スタジアムが得をするということになります。
NO.163で計算したように、 第5試合までで決着する確率は(1/4)、 それに対して第7試合までもつれこむ確率は(5/16)です。
(1/4)<(5/16)ですから、(1/16)の差で横浜スタジアムの方が得だということになります。 もちろんこれは試合が開始される前の話しです。
ちょっと意外でした?
しかしながら球場の配分はト−タルでみるとかなり妥当な 分け方であるといえると思います。



NO.171     10/22   Junko     日本シリ−ズ(11)

う−ん、残念。 西武ド−ムにうつって、Bay Starsは不調、負けちゃいました。 残念。
通算成績はベイスタ−ズが2勝、西武が1勝です。 この後の確率を計算してみました。
これ以降も、横浜ベイスタ−ズと西部ライオンズの力が対等として計算します。
お互いに勝つ確率は(1/2)で、負ける確率も(1/2)です。
試合数4の可能性はなくなりました。

横浜ベイスタ−ズが優勝する確率です。

  1. 試合数5
    ○○×○○」しかありません。
    確率は(1/2)2=1/4
  2. 試合数6
    ○○×□□○」となります。
    6試合目は必ず○で、2つの□の中に1個の○と1個の×が入ります。
    確率は(1/2)2×(1/2)×21=1/4
  3. 試合数7
    ○○×□□□○」となります。
    7試合目は必ず○で、3つの□の中に1個の○と2個の×が入ります。
    確率は(1/2)2×(1/2)2×31=3/16

従って、横浜ベイスタ−ズが優勝する確率は、 (1/4)+(1/4)+(3/16)=(11/16)となります。
(11/16)=0.6875ですから、まだまだベイスタ−ズ有利です。

次に西武ライオンズが優勝する確率を出してみます。

  1. 試合数5
    ありえません。
    確率は0
  2. 試合数6
    ××○○○」しかありません。
    確率は(1/2)3=1/8
  3. 試合数7
    ××□□□○」となります。
    7試合目は必ず○で、3つの□の中に2個の○と1個の×が入ります。
    確率は(1/2)3×(1/2)×31=3/16

従って西武ライオンズが優勝する確率は、 0+(1/8)+(3/16)=(5/16)となります。
もちろん、ベイスタ−ズが優勝する確率(11/16)と ライオンズが優勝する確率(5/16)を足すと1になります。

次に総試合数の期待値を計算してみます。 横浜ベイスタ−ズが優勝する場合と西武ライオンズが優勝する場合とがありますから、 それぞれの確率を足して、試合数にかけて足していきます。

 5×(1/4+0)+6×(1/4+1/8)+7×(3/16+3/16)
=5×(1/4)+6×(3/8)+7×(3/8)
=(1/8)×(10+18+21)
=(49/8)
=6.125
となります。
試合が互角に進行すると、総試合数の期待値は増えます。




NO.172     10/23   Junko     日本シリ−ズ(12)

9回裏、ベイスタ−ズの攻撃はどきどきもんでしたが、 無念、残念。
通算成績はベイスタ−ズが2勝、西武も2勝、降り出しです。 確率を計算する必要はありませんね、五分五分です。
でも、一応やりましょう。 これ以降も、横浜ベイスタ−ズと西部ライオンズの力が対等として計算します。
お互いに勝つ確率は(1/2)で、負ける確率も(1/2)です。
試合数4、5の可能性はなくなりました。

横浜ベイスタ−ズが優勝する確率です。

  1. 試合数6
    ○○××○○」しかありません。
    確率は(1/2)2=1/4
  2. 試合数7
    ○○××□□○」となります。
    7試合目は必ず○で、2つの□の中に1個の○と1個の×が入ります。
    確率は(1/2)2×(1/2)×21=1/4

従って、横浜ベイスタ−ズが優勝する確率は、 (1/4)+(1/4)=(1/2)となります。

西武ライオンズが優勝する確率も 「××○○□□」 となるだけで、同様です。

次に総試合数の期待値を計算してみます。 横浜ベイスタ−ズが優勝する場合と西武ライオンズが優勝する場合とがありますから、 それぞれの確率を足して、試合数にかけて足していきます。

 6×(1/4+1/4)+7×(1/4+1/4)
=6×(1/2)+7×(1/2)
=(1/2)×(6+7)
=(13/2)
=6.5
となります。




NO.173     10/24   Junko     日本シリ−ズ(13)

今日の得点を次回に残しておきた−い!  という位の活躍でベイスタ−ズの圧勝でした。(17-5)
通算成績はベイスタ−ズが3勝、西武は2勝です。
これ以降も、横浜ベイスタ−ズと西部ライオンズの力が対等として計算します。
お互いに勝つ確率は(1/2)で、負ける確率も(1/2)です。

横浜ベイスタ−ズが優勝する確率です。

  1. 試合数6
    ○○××○」しかありません。
    確率は(1/2)
  2. 試合数7
    ○○××○○×○」となる場合です。
    確率は(1/2)×(1/2)=(1/4)

従って、横浜ベイスタ−ズが優勝する確率は、 (1/2)+(1/4)=(3/4)となります。

西武ライオンズが優勝する確率です。

  1. 試合数6
    ありえません。
    確率は0
  2. 試合数7
    ××○○×○○」しかありません。
    確率は(1/2)2=(1/4)


次に総試合数の期待値を計算してみます。 横浜ベイスタ−ズが優勝する場合と西武ライオンズが優勝する場合とがありますから、 それぞれの確率を足して、試合数にかけて足していきます。

 6×(1/2)+7×(1/4+1/4)
=6×(1/2)+7×(1/2)
=(1/2)×(6+7)
=(13/2)
=6.5
となります。
これは、昨日と変わりません。 昨日の段階で振り出しに戻ったわけですから、 第1戦が終わった時と同様に総試合数の期待値には変化がありません。
さあ次はいよいよ優勝をかけて横浜スタジアムに戻ってきます。



NO.174     10/24   Junko     1998カ−ドの問題(2)

授業の中で、集合A={x|xは48の正の約数}というようなものを扱うことがあります。 この集合の要素を具体的に並べる必要がある時に、こう指導しています。

  1. まず、小さいほうから1、2、3、・・・と48を割り切ることができるかどうか、 確かめていく。
  2. 約数には必ずペア(かけて48になるもの)がいるはずだから、 最初のペアが見つかったら折り返し。 (具体的には、√48です。ここまでは我慢して探す。)
  3. ペアをどんどん作っていく。



という具合です。 こうすれば、もれなく探し出すことができます。

この約数には必ずかけて、 その数になるペアが存在するというのがポイントです。 つまり、約数の個数は遇数です。

問題に戻ります。 nが自分の約数の時のみ、ひっくり返されることになります。 ところが約数は偶数個なのですから、最終的には表向きになります。
それでは答えは1998枚かと思いきや、そうではありません。
例外があります。 それは平方数です。 平方数というのは、何か自然数の2乗になっている数です。
例えば、集合B={x|xは36の正の約数}というようなものを考えましょう。





折り返すところで、ペアがいないことに気づきます。 それは、自分自身だからです。 この場合、約数の個数は奇数となりますので、最終的には裏向きになってしまいます。

1〜1998までの中に平方数がいくつあるか? というと、 442=1936が最大ですから、44個です。

答え 1998−44=1954



NO.175     10/26   Junko     日本シリ−ズ(14)

最後までどきどきしてしまいましたが、とうとうやりました!
ベイスタ−ズの優勝です。
今年の野球は、横浜、横浜、横浜というわけで、何はともあれうれしいですねえ。
明日の横浜、関内あたりは優勝saleで大変かも・・・。

さて、今回の日本シリ−ズの勝ちパタ−ンは、
○○××○○」です。 NO.157の「水の流れ」さんのデ−タによれば、 過去に3回も起こっているパタ−ンで、これで4回目となります。



NO.176     10/26   水の流れ     直円柱の問題(4)

NO.149で提起した問題です。

<解答>

3つの平面の交点Pの座標は、立体Kが直線 x=y=z・・・C に対称であることにより、 Cと x+y=1を連立して、x=y=z=(1/2) である。 だから、立体Kの第1象限の部分は右の図のようになる。

次に、右の図のように、立体Kの第1象限の部分を4つの部分に T1、T2、T3、T4に分割する。 立体T2、T3、T4は、図形の対称性により、 合同である。 立体T1、T2の体積をそれぞれ V1、V2とする。 このとき、立体Tの体積をVとすると、
(V/8)=V1+3V2・・・(*)である。
1は1辺の長さが(1/2)の立方体だから、
1=(1/2)2=(1/8)・・・D
立体T2は、底面が1辺の長さ(1/2)の正方形、 高さが(1/2)の四角錐であるから、
2=(1/3)×(1/2×1/2)×(1/2)=(1/24)・・・E
従って、求める体積Vは、D、Eを(*)に代入して、
(V/8)=(1/4)より、V=2・・・(答え)


<別解> 図形の対称性により、立体Kの第1象限の部分の体積を8倍することによって、求められる。 第1象限において、不等式は絶対値をはずして、

を考えて、
立体Kの第1象限の部分を、平面z=k(一定)で切った切り口は、 右の図の斜線部である。






NO.177     10/26   2年4組 情報処理科     数理パズル(2)

こんにちは。 この度数理パズルの問題の解答について考え、 その結果(1)、(2)、(4)の解答がわかりましたのでこのメールをお送りします。

1.について
45などの数字を4,5というように分解して考える。 ?のところは2,1と3,6をそれぞれ足すと12になる。
感想
単純に考えていたので最初はすごく悩みました。

2.(1)について

 □□□□□ ←ここには[41268] 又は[41286] が入ります。
― □□□□ ←ここには[7935]         [7953]
 33333

4.について
[339]と[19]を読むと「さんびゃくさんじゅうきゅう」、 「じゅうきゅう」となります。
「さんびゃくさんじゅうきゅう」から「じゅうきゅう」を引くのですから、 結果は「さんびゃくさん」、つまり[303]となります。









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