2023年04月26日

不動点定理とは?

こんにちは。


長かった・・。
公立高校の高校入試。
47都道府県のすべての問を解き終わった。

それぞれで特徴があって、易しい県もあればムズい県あるし、
解きやすい県もあれば、文章が長くてイヤになるのもある。

機会あれば、記事に紹介します。




やっと休息のとき。
今日はこういう問で。




離散の不動点定理と言うようで、過去に大学入試にも出題があります。




一致しないようにカードの数を書いていっても、どこかで一致してしまう。
何となく明らかに見えるのだけど、ではどうやって示すのか?
簡単でないですね。

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Posted by 三石 at 23:21Comments(0)集合

2022年09月25日

相撲の取組。

こんにちは。


両国にて。



マス席という4人掛けの席に靴を脱いで上がり、
座布団に座ります。結構狭い・・。
力士のぶつかり合い。迫力がTVで観るのとは全然違った。
相撲観戦、イイですねぇ。


相撲の取組の問いを1つ。



とあるスポーツクラブで実際にこういうことが起こって、
適当に組を作ったらうまく行かなくなった・・。
うまく行く方法はないものかと、考えておりました。


まず9人を3組に適当に分けて、名前をつけておきます。



それぞれで、1と2が対戦し3が行司。次に、1と3が対戦し2が行司。
最後に2と3が対戦して1が行司。これで終了です。(順不同)
このあと、3人の組を替えて同じことをするのだけど、うまく組分けしないと
取組の済んだ力士どうしが同じ組に入ってしまいます。
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Posted by 三石 at 19:16Comments(0)集合

2022年01月08日

川渡りのパズル。

こんにちは。


3連休の初日。
こんなものを作ってずっと考えている。




問題はこれです。



季節が変ですが・・。
例えば、A男とA女が行って、A男が帰ってきて、次にB男とB女が行った場合。



海に残ったA女のところにB男がいるのでアウトです。
B男のそばにB女がいても関係なく、A男が嫉妬する。

面倒な男たちだ・・。
まずは男3人を海に渡すことを考えるといいかな。


これ、解けると結構気持ちいいです。

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2021年10月22日

月収の平均を求めるには?

こんにちは。


昼食にて。



これ、どうやって食べるのだろーか?
まぁカブリついた。

僕の事務所は2Fだけど、1Fがこのバーガー屋。
高級なバーガーですよね。うまいし、高い・・。


数学の話。
ある本に載っていた問題をずっと考えていたのだけど、
その本には解答が書いてないので、困っていた。

アレンジしているけど、こんな感じの問題。



元の問は紙と鉛筆が各人に与えられているという設定だけど、
スマホでも大差ないですよね。また、順番に数字を送るとか、
そういう方法は何も書かれていない。


前提として。
1)何の数字を入力するか、その「入力方法」を全員に説明する。
2)各自、次の人に送るものは「入力方法」に沿った数字1つだけ。
3)数字を入力する際、嘘はつかない。計算ミスもないとする。
4)Lineで届いた数字は、受け取った人しか見ることができない。

平均は、4人の月収の和を4で割ればわかるので、1巡したときに
4人の月収の和がわかるようにすればいい。
しかし、ユキが自分の月収をヒロシに送ってしまうと、ヒロシにバレてしまう。
なので、そのまま月収を明かすわけにはいかない。
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Posted by 三石 at 21:53Comments(0)集合

2020年12月05日

ラムゼーの定理とは?

こんにちは。


私が運営するけん玉クラブで毎年おこなっている、けん玉大会の様子。



選手の間で1対1の対戦を何回もおこない、勝ち星の数を競うというもの。
成功・失敗やどちらが勝ったのかは、手前に置いたジャッジプレートでわかる。
なので試合がスムーズに運び、多く対戦できます。
また、1勝ごとにキャップ1個を配るので、誰が何勝したのかもすぐわかる。

我ながら実に画期的なものを開発した、と思っている。


数学の話。
対戦相手の組み合わせでいろいろ悩んでいるときに思いついたのが
ラムゼーの定理

このリンクは難しいです・・。
簡単な例を挙げると

6人がいて、適当に1対1の対戦を何回かした場合、
互いに対戦のあった3人がいるか、互いに対戦のない3人がいる


というもの。



例えば上図のようにAとB、C、Dとが対戦があったとする。
B、C、Dの3人に着目すると、このうちの誰かと誰かが対戦済の場合、



どの場合も赤い三角形ができるので、この三角形をもってして
「互いに対戦のあった3人」がいることがいえます。
また、B、C、Dの3人に誰も対戦が無い場合、このときはこの3人がまさに
「互いに対戦のない3人」ということになります。

対戦のあるなしで、色ちがいの線を結んでいくことを考えるとわかりやすい。
ではそれを踏まえて。



人数が11人に増えてしまって、さらに男女も考慮が必要になったけど、
上で検証した6人の場合に帰着できます。
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Posted by 三石 at 20:41Comments(0)集合

2020年10月30日

猫を探すには。

こんにちは。


吾輩は猫である。名前はまだ無い。



ノラ猫が子を産み、親は消えて子猫だけ庭に住み着いた。
可愛いもんですな。何かいいネーミングないかな・・?

猫でなく、犬は合計4匹くらい飼ったけど、ペットはいつか死んでしまう。
これが何とも悲しいのでもう飼わないかな・・。

猫のパズルを1つ。



猫は、端にいれば次の日は自動的に横に来るけど、
2や3にいたら左右どちらかに移動し、これがどちらなのかわからない。

例えば1日目に1の部屋を開けた場合。
そこに猫がいればラッキーですけど、いない場合は2、3、4のどこかにいる。



そして2日目は赤い矢印のどれかを動くので、猫は全部の部屋にいる可能性があります。
1日1回1つの部屋だけ開けるルールなので、適当にやっているとずっと見つからないですね。

偶奇性、周期性、対称性に着目せよ

と言う標語があります。
いつも隣りに移動するので、部屋番号は偶数と奇数の繰り返し。また、
左右対称なので、1を開けることと、4を開けることは反転すれば同じこと。
つまり初手は1を開けるか2を開けるかにしぼってOK。

このあたりが解くカギになるかな。
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Posted by 三石 at 13:37Comments(0)集合

2020年10月26日

諏訪湖SAにて。

こんにちは。


久々の遠出。
中央道諏訪湖SA、ここにはスタバがあるので立ち寄った。




今日は快晴だったので、諏訪湖が見事な眺めでしたね。
このところ事務所に缶詰め状態が続いてきつかったけど、
こういう美しい景色を見ると前向きになれる。

店外に洒落たテーブルがあって、そこでしばし休憩。
ふと思いついた問を1つ。




何人のグループなのかわからないし、注文の内訳もわからないが、
指定されたペアが必ずいる、ということを示す問題。

例えば、下の図の5人の場合。



ケン(茶髪)とユキ(左)が「飲み物が異なる男女2名」となるし、
これ以外にも条件を満たす2名がいますね。

当たり前すぎて何を示せばよいのやら、と言う感じなのだけど、
スマートに証明を書くのが結構ムズい。
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Posted by 三石 at 16:45Comments(0)集合

2020年01月11日

閉じていること。(その2)

こんにちは。


正月気分が抜け、いつもの慌ただしい毎日が始まった。
センター試験まであと少し、受験生は時を有効に使ってほしい。

数学をどうやって勉強すれば、できるようになるか?



数学の場合、問を解いて答え合わせ。これの繰り返しなのだけど、
そのやり方、あとのケアの部分で理解度に差がつくかと思う。

[三石流ノート活用術]
1 解答だけでなく、問もざっと書いておく。
2 見開きで1つの問が完結するように書く。
3 色を使って、思考の状況を書いておく。
4 暇さえあれば、過去のページをパラパラ見る。


1は、問を書いておかないと後で見たときわからないので。
2は、次のページに続いてしまうと読む気をなくすので。
3は、視覚で記憶させるため。4は、記憶を定着させるため。

人間の脳など忘れるようにできているので、
ではどうすれば忘れないかと言うと、毎日見ることですよね。


オリジナル数学演習ⅠⅡAB受験編の128番。

お茶女1985

ずいぶん古い入試問題。
しかし中身が深くて数学的な面白さが詰まっている問だと、個人的に思う。

大学で数学を学ぶ予定の受験生は、是非解いてみてほしい。
問の意味がわからないという人は、次の補題を先に解くといいです。



解答は、上の写真にあります。 
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Posted by 三石 at 17:34Comments(0)集合

2018年05月05日

空と海の旅。

こんにちは。


GWの中、家族が皆そろった。
大学生の娘にこんな問を出された。



四角に言葉を入れて、「?」には絵を入れるという問題。
2文字の言葉の間に飛行機が矢印の方向に飛んでいく。
「?」は船だろーか?しかし語尾1字だけを指す意味がわからぬ。

家族皆でウンウンと悩む。
一家団欒のときですな・・。


パズルは発想やひらめきが必要で、理詰めでは解けないですね。
次の問は、一応理詰めで解ける数学の問題。



島から島へ行くのに、別の島を経由してもOKです。
例えば次の場合、



(ア)で、飛行機でAからCへは直接行けないが、A⇒B⇒Cと行けばOK。
(ア)は、飛行機だけを使ってA~Dすべてを行き来できる。
一方、(イ)は、船だけを使ってA~Dすべてを行き来できる。

赤青どんなふうであっても成り立つことを証明するのが問題です。
全パターン書き出して調べればいいけど、なるべく手間を減らしたい。
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Posted by 三石 at 18:02Comments(0)集合

2018年02月12日

解析入門挫折の巻(その1)

こんにちは。


3連休、とにかく寒いですね・・。
休日につき、勉学にいそしむ。



この本で勉強中の大学生のかた、いますか?
そびえ立つ高い山と言う感じで、圧倒され、絶望する。

そんな本かと・・。



1行目は読みにくいので、「2つの正の実数a,bに対して」と読み替えるといい。
赤い不等式は、aとbの大小にかかわらず、

aに適当な自然数を掛けてやれば、bよりも大きくできる

というふうに解釈するといいです。


この本に載っている定理を1つ。


ガウス記号のことです。
見た目当たり前なのだけど、この本は当たり前でもスルーしない。
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Posted by 三石 at 16:00Comments(0)集合

2017年10月21日

路線を1周する。

こんにちは。

2泊3日のひとり旅、写真は山形県の片田舎。



長野⇒埼玉⇒山形経由の長旅だった。

電車が面白くて、中で整理券を取り運賃表を見て代金を箱に入れる
というまるでバスのようだった。


何かの本に載っていたちょっと珍しい問題。


たとえば全体を10Lとして、次の給油所へ行くのに必要な量が
図の赤字のようだったとすると、



AやDから出発するのは途中でガス欠となる。Bから出発するしかない。


A~Dにどれだけガソリンがあるかも、給油所の間の距離もわからない。
しかしこれらがどうであっても、それに応じてうまく出発点を選ぶことで、
ガス欠せずに1周できる、というもの。

どう証明するのかが、かなり難ですな。

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Posted by 三石 at 23:45Comments(2)集合

2016年07月21日

夏期無料講習。

こんにちは。


学校は夏休みに入ったようですね。
受験生には、テキストを丸ごと1冊やり遂げるという無謀な宿題を課した。
こういうのは大抵、1・2章やったところで夏休みが終わってしまう・・。



写真は「授業仕分け(仮称)」と呼ばれる宿題早見表で、この順にやっていけば、
例え全体の3割しか終わらなくても、全部の分野に手を付けたことになる。

計画を立てて実行する。
これを継続できるかということも、人の能力の1つと思う。




例えば次のように試合数を設定した場合、合計がちょうど60になる。



連続する数の和が10にならないように、数を振って行ったとしても、
結局どこかで10になるところが出てしまう。。


証明は、ムズいです。

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Posted by 三石 at 19:42Comments(0)集合

2016年01月12日

円卓に座る方法。

こんにちは。

年が明けて1月はボランティアで保育園に行く。




なぜこんなことを続けているのかと言うと、好きだから、なのだろうけど、
何か1つでも心に残ってくれればいいし、これが何かに打ち込むきっかけに
なってくれればなおいい。そう思う。


円卓に座る方法というと、高校では円順列しか習わない。
こういう問はどうですか?




適当に並べていけば答は見つかるのですが、これが大人数だったら大変なことになる。

ハミルトン閉路・・・グラフ上のすべての頂点を1度ずつ通る閉じた道のこと。
一筆書きとは違って、通らない道があっても可です。

これを意識して作った。うまい図をかいて探す方法を考えてください。


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Posted by 三石 at 20:03Comments(0)集合

2016年01月05日

解析概論(その1)

こんにちは。


正月休みが終わり、また普段の慌ただしい毎日が始まった。




今年の正月はゆっくりできたので、この本を読んでいた。
大学生の頃、とても高い山であって何度も登ろうとしたが挫折した・・。

この本を勉強されている大学生のかた、いますか?


[p.4から引用]


上の文章の   大[あるいは小]    上方[あるいは下方]
という部分は2つのことを一度に言っているもので、わざとわかりにくく書いている。
さらに意味不明の定義が続く。


[p.4から引用]



解析学を勉強し始めて、まずはこの上限・下限でつまずく。←私がそうだった
数学を理解するには、「粘る」、「悩む」。これしか無いです・・。




大抵、大学の教科書は問題の解き方が載ってなく、
(答)1
としか書かれていない。数学書ほど不親切なものはない。


上の定義(1°)、(2°)を使って解くと、次のように面倒なことになる。
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Posted by 三石 at 14:23Comments(2)集合

2015年09月13日

組合せ論入門。

こんにちは。


数学書の紹介を1つ。
1985年初版。なのでずいぶんと年季のある風貌ですな。




大学のときの教科書だったけど、無くしてしまったのでamazonで再度購入した。
当時、こういう数学もあるのかと興味を持った。私の専門は幾何だったけどまったく
つまらなかったので、組合せ論、というかグラフ理論を結構勉強していた。

この本、組合せ論の入門書として随分わかりやすいし、掲載の例題が身近な物なので、
興味深くて面白い。背理法と帰納法がわかる高校生なら楽しく読めると思う。


組合せ論にありがちな問を1つ。




対戦のあったチームどうしを線で結んだ図をかいて、その中に三角形ができれば、
その3つの頂点が求めたいものになる。そういう考え方で証明します。
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Posted by 三石 at 21:43Comments(0)集合

2015年08月25日

BBQの巻。

こんにちは。


私の主催であるサークルの夏休みの行事にて。
今年もBBQ大会をした。




企画や準備など大変だけど、子どもたちが喜んでくれれば
それでいいと思って、毎年開催している。


今日はこういうパズルを1つ。




牛肉は、自由に切り取ってはかりにのせることができるものとします。
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Posted by 三石 at 00:17Comments(0)集合

2015年06月13日

群論~algebra(その2)~

こんにちは。


6月、梅雨ですか。
模試の作成に追われ、息抜きの間が無い・・。



abstract algebra=抽象的な代数学

前回からもう1年半が過ぎて少し進んだ。群に入った。
「群」というのは、こちらを参照されたし。

これを見るとやる気をなくすかもしれぬ・・。
数学の定義はいつもこういう固い表現になるもんですな。


本に載っていた問を1つ。




群の定義を満たすことを言えばいいです。

[1] 結合法則の成立
[2] 単位元の存在
[3] 逆元の存在

「元」というのはゲンと読む、集合の要素のことです。
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Posted by 三石 at 17:44Comments(0)集合

2014年11月16日

複素関数。

こんにちは。


「先生!受かった!!」

高3女子が推薦入試を合格した。
よかったね、ばんざ~~い!!と祝福しているや

「これで塾やめま~す!」

と来た。
よくないですな。推薦など要らん。


購入したが1ページも読んでない数学書。
書棚にたくさんあるけど、これもその1つ。




読まれたかた、感想ありますか?
正月に読もうと思う。

高校で「複素数平面」は数学3で習う。教科書に入ったり抜けたりの単元で、
あまり重要視していない感じに見える。

入試対策を1つ。



上の赤い条件のxとyは、違う数とは限らず同じ数もあり得ます。「任意」なので。
例えば、S={1,2,4}とすると,
1×2=2、2×2=4は要素にありますが、2×4=8とかが無いので、ダメです。

やや特殊な問題ですな。
答えをあらかじめ決めておいて、それにこじつけた解答を作るという感じです。
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Posted by 三石 at 00:03Comments(2)集合

2014年10月23日

円卓に座る。

こんにちは。





塾に教育委員会の先生が視察にいらした。ぞろぞろと数名・・。
今日は4人の授業だったけど、うち男子2名が現れない。

「先生方を遠くで見かけて逃げてしまったんでしょう」

と言って爆笑だった。
案の定、先生方が帰ったあとノコノコ現れた。


知り合いの問題を1つ。
カデゴリの集合の中に、似たようなのがあるでしょう。こういう問ばかり考えている。




ある2人が知り合いであるとは、双方がともに知り合いであるとします。
向かいの2人は、知り合いであってもなくてもOKです。


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Posted by 三石 at 21:19Comments(0)集合

2014年08月09日

飯田人形劇フェスタ2014

こんにちは。


ここ飯田市内に全国の人形劇団が集まる大掛かりなイベントが
いま行われています。




私のは人形劇ではないが、毎年15分時間をもらってやってます。
寄る年波・・だんだんきつくなってきた感。


タイルを並べる問を考えていたところ、偶然できたのが次です。




たとえば、次のように。




この図だと、ほかにないでしょう。
ではどう証明すればよいか?若干、発想と思考力が必要かもしれない。

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Posted by 三石 at 20:33Comments(0)集合