バルタン星人版串団子一筆書き問題

(解答)

(1) 6通り
(2) 72通り
(3) 10368通り

(解き方)

(以下は、バルタン星人さんによる解説です。)

団子が1個の時は、下記計算の6通り
(最初の行き)上中下3通り×(戻り)残りの2通り×(最後の行き)1通り

今n個の団子の一筆書きがAn通りのとき、団子が(n+1)になると何通りの書き方ができるかを考える。

n個を書き終わってから、最後の1個を書く方法
→An×6通り

n個を書き終わる前に、最後の1個の2本を書き、n個に戻ってから全て書き上げる方法
→An×6通り

すなわち、団子1個増える毎に12倍書き方が増えていく。

An=1/2×12^n

n=2 ならば 6×12=72
n=4 ならば 6×12^3=10368

(補足)

バルタン星人さんの解説は、ものすごくシンプルなので、ちょっとわかりにくかった方もいらっしゃるかもしれませんね。少し補足しておきます。

1個の場合は、問題ないでしょう。2個の場合には、どうなるでしょうか?


   /\/\
A─○─C─○─B
   \/\/
   あ い

AからCまでの「団子」を「あ」、CからBまでの団子を「い」とします。

すると、「あ」の団子の通り方は6通り、「い」の団子の通り方も6通りで、一見36通りと考えたくなります。でも、これだけでは足りません。

「あ」の団子をの1つの道だけを通ったら、すぐ「い」の団子を通り始め、Cの場所まで戻ってから、「あ」の団子の残りの道を通ってCに戻り、「い」の残りの道を通る、という通り方があるからです。さて、こちらは、何通りあるでしょうか?

実は、これも36通りです。なぜなら、「あ」の道を甲さん、「い」の道を乙さんの2人で手分けして通るとすると、最初の通り方は、甲さんが「あ」をすべて通り終えてから、乙さんにバトンタッチする方法ですが、後の通り方は、甲さんが「あ」を通り終える前に乙さんにバトンタッチする方法と考えられます。ただ、どちらにせよ、甲さんが「あ」を通る通り方は6通り、乙さんが「い」を通る通り方も6通りで同じだからです。(乙さんが動いている間は、甲さんはCでお休みしていると想像してみてください)

したがって、団子2個の場合は、36+36=72通り。

では、3個では、どうでしょう?

同様に考えると、最後の1個の団子を全く通らないで、残りの団子をすべて通り終えてからバトンタッチする方法が72×6通り、最後の団子の道を1本残して通ってから残りの団子に戻って通り直し、最後の団子の残りの道を通って完結させる方法が、やはり72通り×6通りあることが、おわかりになると思います。(理解しにくかったら、やはり団子ごとに違う人がいて、バトンタッチで道を埋めていく、自分の団子の中を動いていない人は、つなぎの部分でお休みしている、と考えてみてください。)

以上の考え方により、団子が1個増えるごとに、12倍ずつ道が増えていくことになり、バルタン星人さんの式が正しいことになります。

(さいのぎさんによるエレガントな別解)

節の数はn-1個。
その節にきてすぐ引き返すか、とりあえず進んであとから引き返すかの、2通り
ある。
それぞれの節で2通りずつあるので、2^(n-i)通り考えられる。

団子は一個につき6通りあるので、
n個だと6^n

二つをかけあわせて、
 A(n)=2^(n-1)・6^n
が解となる。

バルタン星人版串団子一筆書き問題」への24件のフィードバック

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 が付いている欄は必須項目です

このサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください

  1. (1)6
    (2)72
    (3)5184

    (藤島コメント:残念。(3)が少なすぎました。その2倍ありましたね。ー1点です。)

  2. 本日は出題者と言うことで順位争い外ですが、
    とりあえず回答。{もともとの問題は、
    4個の接した円を串が貫いた形の串団子一筆書きですが
    図示の関係で道(四角)にしています。}
    
    (1)6通り(3×2)
    
    (2)72通り(6×6×2)
     dの左側を全て書き終えてから右側を書く(×6通り)
     dの左側を書き終える前に(中間で)一旦gに行き
     またaまで引き返して書く方法(×6通り)
    
    (3)10368通り(6×12×12×12)
    上記のように団子(四角)が1個増えれば12倍になるので
    (今n個の団子の一筆書きがAn通りの時、An+1=An×12)
    この解となる。
    僅か4個の団子で1万通りもの書き順があるというのが面白い
    ところです。
  3. (1)6通り(3×2)
    (2)36通り(3×3×2×2)
    (3)1296通り(3×3×3×3×2×2×2×2)

  4. (1)
     a→dの行き方が3通り、d→aに帰ってくるのが残りの2通り、
     さらに、a→dに行くのは自動的に決まるので、
     3×2(×1)=6通り・・・(答)

    (2)
     2通りにわける。
    ・まず、a→dまでの道を全部潰したあと、d→gの道を制覇する方法
     これは、(1)より6×6=36通り
    ・次に、まずいっきにa→gまでいって、残りの道を潰す方法は、
     a→dが3通り、d→gも3通り、
     g→dが残りの2通りで、d→aも同様に2通りだから、
     3×3×2×2(×1×1)=36通り
    ∴36+36=72通り・・・(答)

    【あ、お手つきしちゃった!と気づく・・・】
    (3)
     5通りにわける。
    ●1ブロック、1ブロック、1ブロック、1ブロック
     6×6×6×6=1296通り
    ●2ブロック、1ブロック、1ブロック(並び替えが3通り)
     72×6×6×3=7776通り
    ●2ブロック、2ブロック
     (2)より、72×72=5184通り
    ●3ブロック、1ブロック(並び替えが2通り)
     まずは3ブロックを計算。
     ・1ブロック、1ブロック、1ブロック
      6×6×6=216通り
     ・2ブロック、1ブロック(並べ替えが2通り)
      72×6×2=864通り
     ・3ブロック
      3×3×3×2×2×2=216通り
     →216+864+216=1296通り
     ∴1296×6×2=15552通り
    ●4ブロック
     3×3×3×3×2×2×2×2=6^4=1296通り
     1296+7776+5184+15552+1296
     =31104通り・・・(答)

    ん~、nブロックあった場合は、
     6^n+n!通りになることが推測されるけど、
     証明は割愛(つか、めんどい)。

    P.S.学生になった気分。

  5. あ、さらにミスってる・・・。
    6^n×6!ですね。。。
    ボロボロや。

  6. 
    (1)3×2=6通り
    (2)3×5×2=30通り
    (3)3×5×5×5×2=750通り・・・そんな~
    
    難しくてわかりません。
    戻り道でまた分かれるので、もっと複雑になりそうですが、
    でも、戻るとその後のルートは絞られるし・・?
    1日かけてもわかりそうに無いので、
    あてずっぽで提出します。
    
    
    
    
    
  7. (1)6
    (2)72
    (3)10368

    (藤島コメント:はい、2人目の正解です。お見事でした。)

  8. (1)6通り
    (2)72通り
    (3)10368通り
    

    (藤島コメント:3番目の正解者です。さすがですね。)

  9. (1) 6通り

    (2) 72通り  

    (3) 10368通り

    難しかったわぁ・・・たぶんこれでいい?
    ひし形が3個の場合は864通りなので(3)はそれに×12しました。

    (藤島コメント:はい、正解です。4人目で女性ではトップ。がんばりましたねー。)

  10. (1)3通り

    (2)9通り
    (3)81通り

     …ほんと?
    違いますよね、☆☆☆☆もついてるもん…。

  11. うはぁ、ダメダメだ。
    5ブロックでといてみたところ、6^5+112になって、予想と違う。
    もう、わけわかんない。

    hal-9000さんとclockwiseさんの解説に期待しよっと(´・ω・`;)。

  12. (1)6通り
    (2)72通り
    (3)10368通り

    やってみたら1分かからなかった。これで正解なら簡単な問題だったな…
    真面目に朝早起きすれば良かった…

    因みに、解き方。
    (1)3×2
    (2)2×(6^2)
    (3)8×(6^4)

    (藤島コメント:おお、1分かからないですか。さすが現役学生。お見それしました。)

  13. (1)6通り
    (2)36通り
    (3)1296通り

    (1)
    すべての道を1回ずつ通るので、求められている場合の数は、
    a-d、a-b-d、a-c-dの道筋に、1回目の行き、
    帰り、2回目の行きの3通りを割り当てる割り当て方の数になる。
    よって、
     3×2×1=6通り

    (2)
    aからdまでは(1)で求めた6通り。それぞれの場合に対して、
    dからgまで同じく6通りあるので、全体を考えると
     6×6=36通り

    (3)
    (2)の応用。aからd、dからg、gからj、jからmは全て
    6通りなので、全体では
     6×6×6×6=1296通り

    小学~中学ぐらいの算数(数学)の問題?
    経路をもうちょっと複雑にしたら、中学や高校入試の問題にもできるかも。

    (藤島コメント:おや、しっかり引っかかっちゃいましたね。)

  14. 紆余曲折、右往左往・・・したけど、
    n個のブロックがあった時は、
    2^(n-1)×6^nに落ち着きました。
    学生時代の漸化式っぽいのをバリバリとく方法も見つけたし、
    結構エレガントと思える解法も見つけました(多分)。

    が、なにぶん、酔っ払いでこの時間で初のマイナスポイントの心理状況。
    またの機会にしまする。

    それまでに、誰かが書いてそ~(苦笑)。

  15. 正解でした・・・早めに諦めて! orz
    答えを見ても、わかったようで?わかってないかも。
    長男が新婚旅行に出ているので忙しい~

  16. エッセンスのみ書きます。
    団子の数をn、その時の場合の数をA(n)、団子の連結点を節とします。

    【ゴリゴリした別解】
    A(1)=3×2×1=6
    A(n)=6^1・A(n-1)+6^2・A(n-2)+……+6^(n-1)・A(1)+6^n
    A(n+1)-6・A(n)=6・A(n)
    ∴A(n)=2^(n-1)・6^n

    さすがに、省略しすぎか・・・。
    1個目の節で折り返した場合、残りは団子n-1個の場合の数だから6・A(n-1)。
    同様に2個めの節で初めて折り返した場合は、2個目の節までが6^2通り、
    残りは団子n-2個の場合の数だからA(n-2)。よって6^2・A(n-2)。
    以下同じように、初めて折り返す節を考えていき、足し合わせると上記の式となる。

    【エレガントな?別解】
    節の数はn-1個。
    その節にきてすぐ引き返すか、とりあえず進んであとから引き返すかの、2通りある。
    それぞれの節で2通りずつあるので、2^(n-i)通り考えられる。

    団子は一個につき6通りあるので、
    n個だと6^n

    二つをかけあわせて、
     A(n)=2^(n-1)・6^n
    が解となる。

    (藤島コメント:なるほど、サンパウロ坂本さんの「×8」の意味が、実は僕にはよくわからなかったのですが、さいのぎさんのご説明で、よく腑に落ちました。美しい解法ですね。ありがとうございました。)

  17. (1)6通り
    (2)72通り
    (3)10368通り
    
       b e
       /\/\
    A─a─d─g─B
       \/\/
       c f
    
    団子が1個増えると、(1)の6通りが追加されるだけでなく、
    最初に上図のdに来たときに、
    左右どちらの団子に行くかという2択も追加されるので、
    ルート数は合計で12倍になるのでしょう。
    
    (2度目、3度目にdに来たときは、
     行くべき団子が決まっているのもポイントですね)
    

    (藤島コメント:はい、正解です。しかも、わかりやすい説明でした。)