Weekend Mathematics問題/問題64



64.できるだけ大きく!

同じ数字を3個使って、できるだけ大きい数を表すにはどうしたらいいか。 9が3個の場合は、

      

という具合に配置し、いわば9の「超累乗」をつくればよい。 この数はとてつもなく大きくて説明しようにも比べるものがないほどである。 さて問題、
計算記号を使わないで数字の2だけを3つ使って、できるだけ大きい数を表すにはどうしたらよいか。








問題の出典


おもしろい数学教室

ペレリマン著
山崎昇訳
東京図書






答えと解説





答えと解説

解答・その1

(ペンネ−ム:ガリ勉)

考えたんですが、またまた直感です(??)
22 なんてどうでしょうか? 今のところ一番大きい数です。



解答・その2

(ペンネ−ム:ドラ)

22=2・2・2・・・・・・2・2・2=4194304



解答・その3

(ペンネ−ム:QPer)

222と22と222と2の超累乗くらいしか思いつかないんですよね。

22=484
22=4194304
2の超累乗は16だから 答えは 222でしょうか?




解答・その4

(ペンネ−ム:スチューデント)

考えられる数、222、22、222を比べて、

=2であるので、  <222

22=2×2×212=32×212であるので、222> 22 (32>22

22=2×214=256×214であるので、 222>222  {256×n>222(nは1以上)}

以上の結果から、222が一番大きい。よって、2の22乗。




解答・その5

(ペンネ−ム:こざっぱ)

「計算記号」とはどの範囲まで入っているのでしょうか。
三角関数や対数、極限、Σ、積分などはすべて計算記号に入ると思ってよいですか。 と、いうことは、数字以外はなーんにも使ってはいけないのでしょうか。。。
累乗だけで考えてみますと、感覚的に思ったのとは違って、
22=4194304
が一番大きいと思います。



解答・その6

(ペンネ−ム:kiyo)

解答は、
   222=4194304



解答・その7

(ペンネ−ム:モルモット大臣)

数学記号を使わず、2を3個使用して最大数を作るには数学パズルの問題的発想ではこ れしか思いつきません。
答えは222が最大です。



解答・その8

(ペンネ−ム:高橋 道広)

答え 222
この問題の理論はありません。勘です。



解答・その9

(ペンネ−ム:BossF)

計算記号を使わないで…となると

222、 222、 222

しかないような…
なら 222でしょ



解答・その10

(ペンネ−ム:yokodon)

 かっこや小数点、分数表記や階乗なども全く使わないとすると、数字の2を3個だ け使って表せる数字は、以下の4つくらいしか思いつかないです。

222
222(= 484)
222(= 4194304)
(= 16)

このうち、最大なのは 222 です。…(答)



解答・その11

(ペンネ−ム:夜ふかしのつらいおじさん)

計算記号を使わないで数字の2だけを3つ使って数をつくる。
このとき、もともとある2に対して次の2は、下のどちらかの方法で付け加える。

a)小さくして右上につなげる(べき乗)
b)同じ大きさで右につなげる(1桁増)


すると、1つ2を付け加えるたびに2通りのやり方があるので、2×2=4つの数ができる。

(1)=2=16
(2)222=2(10+10+2)=210×210×2=1024×1024×4=4194304
(3)22=484
(4)222


よって、222が最大である。



解答・その12

(ペンネ−ム:月の光)

222=4194304が考えた数の中で今の所もっとも大きな数です。

大きな数といえばスキューズ数やギネスブックにも載っているグラハム数というのがあるそうで す。
スキューズ数はコロキウム室NO.519

「D(n)=π(n)− li(n)は常に増加するように見えますが、1914年、ジョン・リトルウッ ドは D(n)は十分大きなnに対して減少するだけでなく、負になり、正と負の間の符号を無限回 変えることを証明しました。」

に関連する数で、D(n)の最初の符号変化が起こる上限です。



解答・その13

(ペンネ−ム:スモークマン)

2の22乗。
3までは、3の3乗<33だけれど、4以上は明らかに、4の4乗>44 となる。



解答・その14

(ペンネ−ム:teki)

答え 222(4194304)

この問題、私も考えたことがあります。
1が3つの場合は、111、2及び3が3つの場合は、222及び333、 4以上は、となります。
考え方としては、まず2つで最大となるものを考え、これをべき乗に 使うのですが、1の場合は、元が1ですので、111が最大となります。



正解者

kiyotekiスモークマン
QPerBossF夜ふかしのつらいおじさん
こざっぱスチューデント高橋 道広
ガリ勉ドラyokodon
モルモット大臣月の光





まとめ

『「計算記号」とはどの範囲まで入っているのでしょうか。 三角関数や対数、極限、Σ、積分などはすべて計算記号に入ると思ってよいですか。 と、いうことは、数字以外はなーんにも使ってはいけないのでしょうか。。。』
というような質問をいくつか受けました。 数学ですからことばの定義は重要ですよね、反省。 私自身は上記のような解釈をしました。 数字3つをただ単に配置しただけで、どれだけ大きい数を表現できるか? という問題のつもりです。
例に示したように、「超累乗」が一番大きいと思いがちですが、「2」の場合は違います。
たかだか= 16 です。
それに比べて、222=4,194,304ですからね。
思いこみは危険で、きちんと検証しなければならないという例だと思います。
tekiさんがまとめをしてくださいましたが、 1の場合は「111」がもっとも大きい数、2〜3については、「nnn」がもっとも大きく、 4以上については、超累乗がもっとも大きくなりますね。

nn、つまりn11nのどちらが大きいか という点については、指数の部分を比較してみるとわかります。
  n−11n=n(nn−1−11)
となります。4以上のnについて、nn−1−11>0となりますから、 上記の結果になることがわかります。

さて、この問題を発展させて数字の数を4つとしたらどうでしょう?
夜ふかしのつらいおじさんの解答にもありますが、この場合は8通りが考えられます。

2222、222、2222、2222
       

底で分類してみます。


従って候補となるのは、2222と、=24,194,304です。

=24,194,304= (2838,860・2 =32838,860・2 >2222

となり、圧倒的な差があることがわかります。

従って、4つの2を配置してできる最大の数は、 であることがわかります。

4つの1、4つの3・・・と考えてみてください。 案外、予想に反した結果がでると思います。



関連して → コロキウム室NO.1206






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