◆広島県 清川 育男さんからの解答。
問題1
23番から時計回りに進めると確かに15人すべての継子を排除出来ます。
しかし話の後半部分の自分から進めて最後に自分が残るというのは嘘ですね。
21番目でスタートした人は必ず消えてしまいます。
1)2−29
2)3−30
3)4−1
4)5−2
5)6−3
6)9−6
7)10−7
8)15−12
9)17−14
10)18−15
11)19−16
12)21−18
13)22−19
14)25−22
15)27−24
以上半々の確率になります。
インチキは見破られて逆手にとられますね。
【コメント】
23番からスタートで正解です。
最後の一人の6番が除かれる直前の状態から、6番を最初にしてやり直すと、実子がうまく消えていくと思います。
◆宮城県 斉藤 誠さんからの解答。
円形配置を直線配置にし、残った者を後に配置、最後の一人になるまでつづけます。
(●:消去される人)
すると、最後尾、最後尾から2人目、そこから4人目、さらに8人目が最後まで生き残った者になります。
これは、他の人数でも同じになります。
そこで、1列の最後尾から2、4、8・・・と数えてゆけばよい。
1周目は N、2周目は | [ | N 2 | ]、3周めは[ | N 4 | ] |
[ | N 2S | ]なので |
L=N+ | [ | N 2 | ]+[ | N 4 | ]+・・・+2+1 |
= | 2S+1−1 2S | −N |
=2S+1+2Q−1 (=2N−1 全長) |
すなわち「f(n)はnを2進数で表し、その先頭の1を末尾に移した数」になる。
【コメント】
実は、K番目ごとに選んでいったときの性質も問題にしようかと思っているのですが、なかなか大変ですね。
◆宮城県 斉藤 誠さんからの解答。
『まま子立てK人び』
「ままこ立て」のK人飛びの場合についての結果をお知らせします。
配置を0から始まる番号にし、n人の場合0〜nー1とします。
K=2 n=11のばあい。
このとき残される人(番号)は次の数列のn番目で表される。
f(0)=0
f(n)={f(n-1)+K}MOD(n)
(K=2 二人飛び)
n | f(n-1) | f(n-1)+K | f(n) |
1 | 0 | 2 | 0 |
2 | 0 | 2 | 0 |
3 | 0 | 2 | 2 |
4 | 2 | 4 | 0 |
5 | 0 | 2 | 2 |
6 | 2 | 4 | 4 |
7 | 4 | 6 | 6 |
8 | 6 | 8 | 0 |
9 | 0 | 2 | 2 |
10 | 2 | 4 | 4 |
11 | 4 | 6 | 6 |
12 | 6 | 8 | 8 |
n | f(n-1) | f(n-1)+K | f(n) |
1 | 0 | 3 | 0 |
2 | 0 | 3 | 1 |
3 | 1 | 4 | 1 |
4 | 1 | 4 | 0 |
5 | 0 | 3 | 3 |
6 | 3 | 6 | 0 |
7 | 0 | 3 | 3 |
8 | 3 | 6 | 6 |
9 | 6 | 9 | 0 |
10 | 0 | 3 | 3 |
11 | 3 | 6 | 6 |
12 | 6 | 9 | 9 |
以下どのようなKについても成立します。証明は大変そうです。
また、K=2のときの
2(Nー2s)+1
の様な簡単な関係はまだ見つかっていません。
【コメント】
非常にきれいな式なので、成り立つのではないかと思うのですが、確認できていません。
どなたか証明していただけませんか。
◆山梨県 Footmark さんからの解答。
【問題3】
漸化式は以下になります。
f(1)=1
f(n)={kー1+f(n−1) }MOD(n)+1
【証明】
1人で円を作る場合は最後に残るのは当然1番の人です。
∴ f(1)=1
(n−1)人で円を作りk番目ごとに除いていき、
数え始めたPからf(n−1)番目の人が最後に残ったものとします。
そこで、Qを入れて n人にしてみます。
QをPよりK人手前の位置に入れQから数え始めると、Pの1人手前の人が必ず最初に除かれます。
すると、人数は(n−1)人に戻り、Pから数え始めることになります。
これは初めの場合とまったく同じですから、
やはりPから数え始めてf(n−1)番目の人が最後に残る筈です。
実際に数え始めたQからは{k+f(n−1)}番目の人になります。
ところが、k+f(n−1)>n の場合もあるので、n人で円を作り最後に残る人は、数え始めたQから、
[{kー1+f(n−1)}MOD(n)+1]番目の人になります。
∴ f(n)={kー1+f(n−1)} MOD(n)+1
証明は終わりです。
k=3の例を以下に示します。
n | {2+f(n-1)}MOD(n)+1 | f(n) |
1 | 1 | |
2 | (2+1)MOD( 2)+1 | 2 |
3 | (2+2)MOD( 3)+1 | 2 |
4 | (2+2)MOD( 4)+1 | 1 |
5 | (2+1)MOD( 5)+1 | 4 |
6 | (2+4)MOD( 6)+1 | 1 |
7 | (2+1)MOD( 7)+1 | 4 |
8 | (2+4)MOD( 8)+1 | 7 |
9 | (2+7)MOD( 9)+1 | 1 |
10 | (2+1)MOD(10)+1 | 4 |
11 | (2+4)MOD(11)+1 | 7 |
12 | (2+7)MOD(12)+1 | 10 |
【補足】
「斉藤誠さん」は0番〜(nー1)番としているので漸化式が
f(0)=0
f(n)={f(n−1)+K} MOD(n)
となってますが、基本的には一緒です。
一般に、y MOD(x) を (yー1) MOD(x)+1とさせると、
0,1,2,…,(x−1) は 1,2,3,…,x になります。