『バスケットボールの得点経過』解答


◆広島県 清川 育男 さんからの解答。

【問題1】

この問題は以前にも出題されたトリボナッチ数列ですね。
階段を1段〜3段で登るとき..は?。

【問題1】


1点 1

2点 1+1,2

3点 1+1+1,1+2,2+1,3

4点 1+1+1+1,1+1+2,1+2+1,
   2+1+1,2+2,1+3,3+1

5点 1+1+1+1+1,1+1+1+2,
   1+1+2+1,1+2+1+1
   2+1+1+1,1+2+2,2+1+2,
   2+2+1,1+1+3,1+3+1,
   3+1+1,2+3,3+2
以上のように
1,2,4,7,13,24,44,81,149,274

答え 274通り。

【問題2】

81,147,274,504,927,1705,3136,5768

答え 5768通り。

【問題3】

T(1)=1,T(2)=2,T(3)=4

T(n)=T(n-1)+T(n-2)+T(n-3) n≧4

特性方程式は3次方程式で、「わかさひ君」さんがその解法の指針を示されましたが、実際に一般式を求められた方はおられるのでしょうか。   


【コメント】

 階段の問題も有名な問題ですよね。
残念ながら一般項の式は報告されていません。
求めるにはかなりの根性が必要でしょう。


◆岐阜県 水の流れ さんからの解説。

<解説>

このバスケットボ−ルも問題は、トリボナッチ数列になります。


1点=1・・・・(1通り) 
2点=1+1、2・・・(2通り)
3点=1+1+1,1+2、2+1,3・・・(4通り)
4点の場合は1点からの3ポイント、2点からの2ポイント、3点からの1ポイントの加算があります。
これを順に考えて、この数列をT(n)とおくと、

T(1)=1,T(2)=2,T(3)=4,
T(4)=T(1)+T(2)+T(3)=7

同様に、計算していくと、

{T(n)}

1,2,4,7,13,24,44,81,149,274,504,927,1705,3136、5768,・・・

したがって、

問1 T(10)= 274

問2 T(15)= 5768

問3 T(n)=T(n−1)+T(n−2)+T(n−3)
(ただし、n≧4の整数)


◆Takahisa Iida さんからの解答。

この数列の特性方程式は

χ3−χ2−χ−1=0

で、この根は実根が1つと虚根が2つです。

虚根が1より小さいので、実根をaとすると、この数列の第n項はほぼ

c×a

で表されます。ここでcは定数です。

ニュートン法でaを求めると

a=1.839286755

で、これからcを試行錯誤で求めると

c=0.618419922

となります。(これらの値は近似値です)

実際の数列と、c×aを四捨五入したものを比べると、値がほぼ一致していることが確認できます。
私の計算では、第50項までは大丈夫でした。(計算してみて下さい)


【コメント】

非常に面白いアイディアですね。
一般項を求める気がしないので、近似値を簡単に計算できるのは有用だと思います。
ただcを求めるのが大変?では。


◆広島県 清川 育男 さんからの解答。

特性方程式 χ3−χ2−χ−1=0の実根aを求めてみました。

a=1.8392868

ここから、「わかさひ君」さんの指針によって隣接3項間の漸化式を求めて、さらに一般式までたどりつくのは至難の技のように思います。


◆Takahisa Iida さんからの解答。

係数cが判りましたのでお知らせします。
特性方程式の実根をaとすると、

となります。

通常の連立方程式を解いてこの係数だけを求めました。
根と係数の関係も使います。
変数の置き方に少しだけ工夫しました。

他の根とその部分の係数は、面倒なので求めませんでした。


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