『たいほうかくれんぼ』解答


◆千葉県の高校生 Playcity さんからの解答。

実際のゲームでは勝敗が決定したらそれで終わるでしょうが、 全員が吹き飛ばされても残り1つまで大砲を選ぶとした方が わかりやすい。
(当然勝敗には無関係)

まず、1人側は大砲を3つしか選べないから、必然的に1つ 選べない大砲がある。
(これをXとおく)

その大砲Xに3人側チームは1人でもいれば3人側の勝ち、 1人もいなければ1人側の勝ちとなる。
(どの大砲がXになるかは等確率なので、選ぶ順番は無関係)

当然3人側の各々が大砲Xを選ぶ確率は
なので、
全員がそれ以外の大砲を選んでいる確率、すなわち1人側が勝つ確率は
(
) 3 27
64


よって、3人側が勝つ確率は
1− 27
64
37
64


従って、3人側の方が有利。・・・・・・・(答)

【おまけ問題】

恐らく任天堂の「マリオパーティ4」でしょう。
私は1〜3までしかないので詳しいことはわかりませんが・・・


◆千葉県 永山 祐介 さんからの解答。

お互いが無作為に隠れる大砲、火をつける大砲を選ぶとするならば、 どちらが先に選ぶかという順番は関係ないので、 4本のうち3本が火のついた大砲であると固定します。

すると、三人側のそれぞれが、火のついた大砲を選ぶ確率は
全員が火のついた大砲を選ぶ確率は
(
) 3 27
64
つまり、一人側が勝利する確率は 27
64
となります。
逆に三人側が勝利する確率は
1− 27
64
37
64
であり、三人側有利のゲームといえます。


◆千葉県の高校生 Playcity さんからの解答。

【追加問題1】

1回目の分かれ方は
(1,1,1,0)、(2,1,0,0)、(3,0,0,0)
なので、 その3パターンに分けて考える。

@)全員バラバラになる。
 1.1回目に1人が吹っ飛ばされた場合
  2回目は当然バラバラに分かれるので、勝つ確率は

×


 2.1回目に1人も吹っ飛ばされない場合
2回目は全員バラバラになれば絶対に勝つから、その確率は

従って、



A)2人と1人に分かれる。
 1.1回目に2人が吹っ飛ばされた場合
 どの大砲を選んでも勝つ確率は
だから、その確率は

×

12

 2.1回目に1人が吹っ飛ばされた場合
@)の1.と同様に
×

 3.1回目に1人も吹っ飛ばされない場合
@)の2.と同様に
従って、
12




B)全員が同じ大砲を選ぶ。
 1.全員吹っ飛んだ場合
  負けなので、0

 2.1人も吹っ飛ばない場合
@)の2.と同様に
従って、
つまり、1回目はどう選んでも勝つ確率は等しい。
結局、2回目に全員バラバラに分かれればよい。

【追加問題2】

当然n<mで、全員が相談しないものとする。
1人側が勝つ確率を考えると、選べるのはn本だから、
n人側の各々が吹っ飛ばされる確率は、
となり、
n人が全員吹っ飛ばされる確率は、(
) n となる。
1人側とn人側に有利不利がないのと、(
) n

すなわち2nn=mnを満たす自然数が存在することは同値である。

@)n=1のとき
 m=2のとき題意が成り立つのは明らかで、これ以外の解はない。

A)n≧2のとき
2nn=mnを満たす自然数(n,m)の組があると仮定する。
ところで、左辺は偶数だから、右辺も偶数であり、当然mも偶数だから、
ある自然数m´を用いて、m=2m´と示せる。

この時、右辺=(2m´)nは少なくとも2を2つ以上因数に持つから、nnも偶数となり、
nも偶数になるから、ある自然数n´を用いて、n=2n´と示せる。

よって、2nn=mn⇒2(2n´)n=(2m´)n・・・・(1)

(1)の両辺を2nで割ると、
2(n´)n=(m´)n・・・・(2)

ところで、(2)について、これは元の式2nn=mnと同じ形の式だから、 再び上の操作を繰り返すことができ、さらにその式に対しても同様に無限回に 同じ操作を繰り返すことが可能となる。

これではn、mともに無限大に小さくなるから、n、mが自然数であることに反する。
よって、2nn=mnを満たす自然数(n、m)の組は存在しない。

また、全員が勝つように相談すると、当然n人はバラバラに分かれるから、1人側は空の大砲を1つも選んではいけないので、
勝つ確率は、
mn

m≧3のとき、m>nだから、必ずmn≧3、
すなわち
mn

であり、
題意を満たすのはm=2のみ。

以上より、題意を満たす自然数n、mの組み合わせは、
(n、m)=(1、2)のみ。


◆神奈川県の中学校1年生 某国立中学生 さんからの解答。

おまけ問題しか解いてません。

確実に、「マリオパーティー」シリーズです。
うーん、最近やってないので、覚えていませんが、おそらくマリオパーティー4でしょう。

いや、大学教授にも勝る素晴らしい解だな。(ある意味)


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