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723,125

2枚の折り紙

一辺がaの2つの正方形の折り紙を重ねて置き
上の折り紙を正方形の中心の周りにθ回転して
再び重ねる。
2枚の折り紙が重なる部分の図形をPとするとき
Pの面積を表す式を作って欲しい。

さらにその式からそれを
sin,cos,tan
単独の関数だけを使って表す式を作ってみて下さい。
ただしsin(θ)だけでなくsin(2*θ),sin(θ/2)などが
混在していても構いません。
(0<θ<π/2に限るとします)

引用して返信編集・削除(未編集)

とりあえず
P = 2a^2/(1+(√2)sin(θ+π/4))
 =2a^2/(1+(√2)cos(θ-π/4))
で合ってますかね?

# 何か記憶にあるな~と思ったのですが、ちょっと前に計算したのは正三角形の場合で、
# 一辺がaの正三角形のときは (√3/2)a^2/(1+2sin(θ+π/6)) =(√3/2)a^2/(1+2cos(θ-π/3))でした。
# 式が似てるので「正n角形」でもいけそうですね。
(追記)
# 2式から推測すると、正n角形の場合は
# (一辺がaの正n角形の面積)×2÷(1+cos(θ-π/n)/cos(π/n))
# (ただし0≦θ≦2π/n)
# ぐらいになるのかな?

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年11月19日 14:38)

ピタリ一致します。
最初座標に載せてがむしゃら結構複雑な計算を進めて手に入れたのが
P=a^2*(sinθ+cosθ-1)/(sinθ*cosθ)
でした。
この分子、分母にsinθ+cosθ+1を掛けて変形していくと
P1=2*a^2/(sinθ+cosθ+1)
の形となり、分母を合成することでらすかるさんの式となります。

なおsin,cosに使う角度をθに拘れば
P2=2*a^2*(sinθ-2*sin^2(θ/2))/sin(2*θ)
P3=a^2/cosθ*(1-sqrt((1-cosθ)/(1+cosθ)))
またtanだけを使って
P4=a^2*(1+tan^2(θ/2))/(1+tan(θ/2))
なども同じ数値を与えてくれました。

これから正n角形の場合を考察できるとは思ってもいませんでした。
ただこれを確認する手段が私には無理です。

引用して返信編集・削除(未編集)

正n角形の場合は上の式で正しかったようです。
sshmathgeom.private.coocan.jp/volume/volume27.html
↑こちらのページ(の例題3の下の方)に一辺が1の正n角形の場合の式が
n(sin(α/2))^2/(sinθ+sin(α+θ)+sinα)
(ただしαは内角すなわちπ-2π/n)
であると書かれており、これを変形すると
(n/2)cot(π/n)/(1+cos(θ-π/n)/cos(π/n))
となります。一方私の書いた式の「一辺がaの正n角形の面積」は
a=1とすると(n/4)cot(π/n)となりますので、ピタリ一致しました。

ちなみに私が正方形の場合の式を出した方法は
正方形の一辺を2として重なる部分の八角形の1/8の三角形の形を図形的に考察すると、
これはxy平面において
xcos(θ/2)+ysin(θ/2)=1 と y=0 と y=x で作られる三角形
と同じであることがわかり、
xcos(θ/2)+ysin(θ/2)=1 と y=0 との交点は (1/cos(θ/2),0)
→ 原点からの距離は 1/cos(θ/2)
xcos(θ/2)+ysin(θ/2)=1 と y=x との交点は (1/(cos(θ/2)+sin(θ/2)),1/(cos(θ/2)+sin(θ/2)))
→ 原点からの距離は √2/(cos(θ/2)+sin(θ/2))=1/cos(θ/2-π/4)
よって求める面積は
8・1/cos(θ/2)・1/cos(θ/2-π/4)・sin(π/4)・(1/2)
=2√2/(cos(θ/2)cos(θ/2-π/4))
これは正方形の一辺が2の場合なので、一辺がaならば
a^2/√2・1/(cos(θ/2)cos(θ/2-π/4))
=a^2/√2・1/(cos(θ-π/4)+cos(π/4))
=2a^2/(1+(√2)cos(θ-π/4))
のように導出しました。

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年11月19日 20:16)

Dengan kesaktian Indukmu

生まれて初めて見ました。


x.com/M32820510/status/1988514371165647330?t=5sCiRQaRgQ1DeinY-J2cVw&s=19

引用して返信編集・削除(未編集)

60°を元にするより90°を元にした方が綺麗に書けますよね。
sinθ°=(i^(θ/90)-i^(-θ/90))/(2i)
cosθ°=(i^(θ/90)+i^(-θ/90))/2
60°や45°にしてわざと複雑にしてるのかな?

引用して返信編集・削除(未編集)

折り紙遊び

(1)一辺の長さが10(cm)の正三角形ABCの内部に1点Pをとる。
図形を折り曲げて3点の頂点がすべてPと重なる様にする。
折り曲げられた図形が6辺形となる様なPの存在範囲の
境界線を含めたその図形の面積を明示的な式で表して
下さい。 

(2)三角形の3辺が7,9,10(cm)であるもので同様なことをした時
その面積は如何ほどになるか?
これは明示的に示すのは困難に思われますので、その数値を
小数第5位を四捨五入することで小数第4位までの数値で示して
下さい。(手段は何を使われても結構です。)

引用して返信編集・削除(未編集)

境界線上が厳密には含まれないことは気にしないということでいいんですかね?

(1)
S = (25/2)π - (25/2)√3
鋭角三角形の場合、各辺を直径とする3つの円全ての内部になります。
よって、半径5、中心角π/3の扇形を3つ足して、1辺5の正三角形を2回引けばよいです。

(2)
手段は何を使ってもいいそうなので、計算方法を教えてchatGPTに計算してもらった結果、
S = (1/4)*(149*acos(17/35) + 181*acos(11/15) + 130*acos(5/21) - 115*pi) - 3*sqrt(26)
= 11.0678
だそうで。(あまり信頼はしていない)

引用して返信編集・削除(未編集)

共に正解です。
(1)は何度も紙を折って実験していてやっとのことで気付けました。
特に(2)は自分で適当に数値を指定して、座標で三角形を配置しシコシコと計算を繰り返して
結構面倒な作業を組み合わせていきました。
てっきりこんな面倒な値を一つの式で表せるとは思ってもみなかったのですが、chatGTPでは
こんな返事も返してくるんですか?
まさにこの式を計算させてみたらあれだけ時間をかけてやっと辿り着いた値に小数第何位までも
ピタリと一致するではないですか!
恐るべしGTP
だれかこの公式を説明してくれませんか?

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年11月03日 08:49)

お、合ってましたか、chatGPTもなかなかやりますね。


折った後が六角形になるということは、元々の3つの辺それぞれ、一部が外周として残らねばなりません。

辺ABの一部が六角形でも辺として残る
⇔線分PAとPBの垂直二等分線が辺ABの外で交わる
⇔△PABの外心が辺ABの外にある
⇔∠APBが鈍角
⇔点Pが辺ABを直径とする円の内部にある
ということなので、各辺を直径とする円を3つ描いて、それら全ての内部かつ三角形の内部である領域が点Pの存在範囲です。

それらの3円すべての内部にある範囲は、辺が膨らんだ三角形モドキDEFみたいな形をしており、その3頂点D,E,Fは△ABCの各頂点から向かいの辺に引いた垂線の足の位置にあります。
△ABCが鋭角三角形の場合は、図形的に考えれば、三角形モドキDEFは膨らみ分まで△ABCの中に完全に収まります。

ということで、最終的に求めるべきは三角形モドキDEFの面積です。
これは
(i) △DEFの面積を出す(△ABCの1/4)
(ii) 辺DEから膨らんだ部分の面積を出す(扇形から二等辺三角形を引く)
(iii) 辺EFから膨らんだ部分の面積を出す
(iv) 辺FDから膨らんだ部分の面積を出す
(v) これら4つを合計する
で可能です。

(1)は自分でやり、(2)はこの手順をchatGPTに指示してやってもらいました。

引用して返信編集・削除(未編集)

> ということで、最終的に求めるべきは三角形モドキDEFの面積です。
> これは
> (i) △DEFの面積を出す(△ABCの1/4)
> (ii) 辺DEから膨らんだ部分の面積を出す(扇形から二等辺三角形を引く)
> (iii) 辺EFから膨らんだ部分の面積を出す
> (iv) 辺FDから膨らんだ部分の面積を出す
> (v) これら4つを合計する
> で可能です。

このやり方で自分なりに求めた時、あえて一つの式で表すと

gp > 748/735*sqrt(26)+1/8*(7^2*(c1-sin(c1))+9^2*(c2-sin(c2))+10^2*(c3-sin(c3)))
%577 = 11.0677912894652773427086973960
但し
c1=acos(-17/225);
c2=acos(647/1225);
c3=acos(391/441);
とします。
なおGTPからの式
gp > (1/4)*(149*acos(17/35) + 181*acos(11/15) + 130*acos(5/21) - 115*Pi) - 3*sqrt(26)
%578 = 11.0677912894652773427086973960
で全く同じ値が出ます。

膨らんだ部分を出す時に角度が公式に使われている∠A,∠B,∠C
の部分だけで済まされているのが不思議でなりません。

引用して返信編集・削除(未編集)

まず、sin(c1)などは、cos(c1)がわかっているのだから求められますね。

acosの中身の違いは、1-2*(5/21)^2 = 391/441などの関係が成り立つことから、おそらく「扇形の中心角を半分にして直角三角形で求める」か「余弦定理で求める」かの違いが出ているのかなと思います。

あとは、c1+c2+c3=πになる関係を使って、chatGPTは謎の変形を最後にしたようですね。
π消すとかすればいいのに。

引用して返信編集・削除(未編集)

748/735*sqrt(26)+1/8*(7^2*(c1-sin(c1))+9^2*(c2-sin(c2))+10^2*(c3-sin(c3)))・・・・・・・・・・・(*)
ただし
c1=acos(-17/225);
c2=acos(647/1225);
c3=acos(391/441);

(1/4)*(149*acos(17/35) + 181*acos(11/15) + 130*acos(5/21) - 115*Pi) - 3*sqrt(26)・・・・・(**)



(*)から(**)を導く
{*)式での
c1=acos(-17/225)=acos(1-2*(11/15)^2)=acos(-(2*(11/15)^2-1))=Pi-acos(2*(11/15)^2-1)・・・①
ここで△ABCでからcos(C)=(a^2+b^2-c^2)/(2*a*b)=(10^2+9^2-7^2)/(2*10*9)=11/15
よって C=acos(11/15)
ここに2倍角の公式で
cos(2*θ)=(cos(θ))^2-1 より①は
c1=Pi-acos(cos(2*C))=Pi-2*C
また
sin(c1)=sin(Pi-2*C)=sin(2*C)
これから
c1-sin(c1)=Pi-2*C-sin(2*C)
同様にして
c2-sin(c2)=Pi-2*B-sin(2*B)
c3-sin(c3)=Pi-2*A-sin(2*A)

以上から
(*)=748/735*sqrt(26)+1/8*(49*(Pi-2*C-sin(2*C))+81*(Pi-2*B-sin(2*B))+100*(Pi-2*A-sin(2*A)))
=748/735*sqrt(26)+1/8*(230*Pi-49*(2*C+sin(2*C))-81*(2*B+sin(2*B))-100*(2*A+sin(2*A)))
=748/735*sqrt(26)+115/4*Pi-230/4*Pi+230/4*Pi+1/8*(-98*C-162*B-200*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
=748/735*sqrt(26)+115/4*Pi-230/4*Pi+460/8*Pi+1/8*(-98*C-162*B-200*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
=748/735*sqrt(26) -115/4*Pi+460/8*(A+B+C)+1/8*(-98*C-162*B-200*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
=748/735*sqrt(26)-115/4*Pi+1/8*((460-98)*C+(460-162)*B+(460-200)*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
=748/735*sqrt(26)-115/4*Pi+1/8*(362*C+298*B+260*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
=748/735*sqrt(26)-115/4*Pi+1/4*(181*C+149*B+130*A)-1/8*(49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A))
さていよいよ最後の( )の部分は
49*sin(2*C)+81*sin(2*B)+100*sin(2*A)
=98*sin(C)*cos(C)+162*sin(B)*cos(B)+200*sin(A)*cos(A)
=98*sqrt(1-(11/15)^2)*11/15+162*sqrt(1-(17/35)^2)*17/35+200*sqrt(1-(5/21)^2)*(5/21)
=98*2/15*sqrt(26)*11/15+162*6/35*sqrt(26)*17/35+200*4/21*sqrt(26)*5/21
=(98*2*11/(15*15)+162*6*17/(35*35)+200*4*5/(21*21))*sqrt(26)
=23624/735*sqrt(26)
従ってsqrt(26)の部分を整理すると
(748/735-1/8*23624/735)*sqrt(26)=-3*sqrt(26)
これを改めて整理すれば
(*)=1/4*(130*A+149*B+181*C-115*Pi)-3*sqrt(26)
=1/4*(130*acos(5/21)+149*acos(17/35)+181*acos(11/15)-115*Pi)-3*sqrt(26)=(**)

やっと理解できました。

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年11月04日 20:35)

円に内接する四角形

半径1の円に内接する四角形ABCDがあり
DA=2*AB,∠BAD=120°であり
対角線BD,ACの交点をEとしたとき
次の条件のとき、それぞれの四角形ABCDの面積Sを求めよ。
(1)EはBDを3:4に内分する。
(2)EはBDを2:3に内分する。

引用して返信編集・削除(未編集)

多分うまい解き方があるのだろうと思いますが、
全く思いつかなかったのでゴリゴリ計算しました。

BE:ED=a:bのときt=a/(a+b)とすると
AE:EC=7t^2-4t+1:7t(1-t)
これより
(四角形ABCD)={(3t+1)/(7t^2-4t+1)}△ABD

ある角がθ、対辺がa、残る2辺の比がb:cである三角形の面積は
S=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}
であることから△ABD=3√3/14

よって四角形ABCDの面積は
(3√3)(3t+1)/{14(7t^2-4t+1)}
なので
(1)t=3/7を代入して6√3/7
(2)t=2/5を代入して165√3/182

引用して返信編集・削除(未編集)

解答ありがとうございます。
2つとも同じ値になっていました。
自分のやり方に較べ、遥かに簡略な方法でらすかるさんは求められています。

引用して返信編集・削除(未編集)

「簡略な方法」に見えるのは、おそらく「途中計算の大半を省略」したためかと思います。
公式っぽいものを出すだけで大変手間がかかっています。

△ABCにおいてAB:ACがb:cであるとし、∠A=θ、BC=aとする。
AB=bk、AC=ckとすると余弦定理により
a^2=b^2k^2+c^2k^2-2bck^2cosθ
これをkについて解くと
k=a/√(b^2+c^2-2bccosθ)
本問の場合はa=√3、b=1、c=2、θ=120°なので代入してkを求めると
k=√3/√(1+4+2)=√(3/7)=√21/7
∴AB=bk=√21/7、AC=ck=2√21/7
また
各辺の2乗は
a^2
(bk)^2=a^2b^2/(b^2+c^2-2bccosθ)
(ck)^2=a^2c^2/(b^2+c^2-2bccosθ)
簡略化のためt^2=b^2+c^2-2bccosθとすると
(bk)^2=a^2b^2/t^2
(ck)^2=a^2c^2/t^2
これを
# 各辺の長さの2乗をp,q,rとすると
# 三角形の面積はS=(1/4)√{2(pq+qr+rp)-(p^2+q^2+r^2)}
という変形ヘロンの公式に代入して整理すると
S=(1/4)√{2(pq+qr+rp)-(p^2+q^2+r^2)}
(途中計算省略)
=a^2/(4t^2)*√{(2b^2+2c^2-t^2)t^2-(b^2-c^2)^2}
=a^2/(4(b^2+c^2-2bccosθ))*√{(2b^2+2c^2-(b^2+c^2-2bccosθ))(b^2+c^2-2bccosθ)-(b^2-c^2)^2}
(途中計算省略)
=(a^2bcsinθ)/{2(b^2+c^2-2bccosθ)}
=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}

ここまでで
AB=√21/7、AC=2√21/7、S=(a^2sinθ)/{2(b/c+c/b-2cosθ)}
が得られました。

次にこれを座標に当てはめます。
円をx^2+y^2=1とし、
B(-√3/2,1/2)
D(√3/2,1/2)
Bを中心として半径が√(3/7)である円
(x+√3/2)^2+(y-1/2)^2=3/7
とx^2+y^2=1の交点を求めると
A(-3√3/14,13/14)
Eはt=0のときBに一致、t=1のときDに一致するように
E=B+t(D-B)=((t-1/2)√3,1/2)
とします。

Aを通る直線の式を
y=m(x+3√3/14)+13/14
とおくとy軸に平行な直線を表せず問題があるので
x=m(y-13/14)-3√3/14
とします。
これにE((t-1/2)√3,1/2)を代入してmを求めると
m=-(7t-2)/√3
よって直線の式は
x=-{(7t-2)/√3}(y-13/14)-3√3/14
=-(√3/42){9+(7t-2)(14y-13)}
これをx^2+y^2=1に代入してxを消去し、yの式を導出すると
(1/588){9+(7t-2)(14y-13)}^2+y^2=1
(途中計算省略)
28(7t^2-4t+1)y^2-4(7t-2)(13t-5)y+13(13t^2-10t+1)=0
∴y=13/14, (13t^2-10t+1)/{2(7t^2-4t+1)}
AEのy座標の差は13/14-1/2=3/7
ECのy座標の差は1/2-(13t^2-10t+1)/{2(7t^2-4t+1)}=3t(1-t)/(7t^2-4t+1)
よって
AE:EC=3/7:3t(1-t)/(7t^2-4t+1)
=(7t^2-4t+1):7t(1-t)
なので
AE:AC=(7t^2-4t+1):(7t^2-4t+1)+7t(1-t)
=7t^2-4t+1:3t+1
となり
(四角形ABCD)={(3t+1)/(7t^2-4t+1)}△ABC
が言えました。

引用して返信編集・削除(未編集)

これ、そんなにややこしいですかね?

円に内接する四角形ABCDとその対角線の交点Eについて、
AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
が成り立ちます。
(証明は三角形の相似で一瞬)

BC*BA/BE = DA*DC/DE
の部分を使います。

事前に正弦定理で BD = √3 は出しておきます。

(1)
AB = x とすると、AD = 2x
CB = 3y とすると、CD = 2y
△ABDと△CBDに注目して、
余弦定理より 7x^2 = 7y^2 = 3
よって求める面積は S = (x^2 + 3y^2) * √3/2 = 6√3/7

(2)
AB = x とすると、AD = 2x
CB = 4y とすると、CD = 3y
△ABDと△CBDに注目して、
余弦定理より 7x^2 = 13y^2 = 3
よって求める面積は S = (x^2 + 6y^2) * √3/2 = 165√3/182

引用して返信編集・削除(未編集)

やはり簡単な解き方があったのですね。
全く思いつきませんでした。

引用して返信編集・削除(未編集)

> 円に内接する四角形ABCDとその対角線の交点Eについて、
> AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
> が成り立ちます。
> (証明は三角形の相似で一瞬)

が面白く、この値が一体どんな値を取るのかを
(1)EはBDを3:4に内分する。
(2)EはBDを2:3に内分する。
の場合について調べると
(1)なら√3
(2)なら10*√(3/91)
が対応した。

そこでこの円に内接する四角形での設定を一般化して
半径Rの円に内接する四角形ABCDで
AD=k*AB, ∠BAD=θ
対角線AC,BDの交点をEとするとき
BE:ED=1:t
である時の
AB*AD/AE = BC*BA/BE = CD*CB/CE = DA*DC/DE
はどんな値を取るのかを求めることをしてみた。
その結果
2*k*(t+1)*R*sin(θ)/√(k^2+t^2+2*k*t*cos(θ))*(k^2-2*k*cos(θ)+1))
が上記の各比が一定の値となるものとなるようだ。

円に内接する四角形にトレミーの定理や、DD++氏が指摘した4つの各組での比の相等
などある意味美しい関係にバランスが保たれている姿が見れました。

引用して返信編集・削除(未編集)

「手頃な確率の問題」の別解

>(追記) 令和7年10月18日付け
>次の東北大学 前期理系(2001)の問題は、期待値の計算である。

>問題 1から200までの整数が1つずつ記入された200枚のカードの入った箱がある。こ
>の箱から1枚のカードを無作為に抜き出して、それに書かれた数が奇数であればその数
>を得点とし、偶数の場合は奇数になるまで2で割って得られる奇数を得点とする。
>1枚のカードを抜き出したときの得点の期待値を求めよ。


以下は大雑把な解答ですが、計算で楽ができると考え、投稿します。

floor(200/2^0)=200,
floor(200/2^1)=100,
floor(200/2^2)=50,
floor(200/2^3)=25,
floor(200/2^4)=12,
floor(200/2^5)=6,
floor(200/2^6)=3,
floor(200/2^7)=1.

このことから、
奇数5が得点となる確率は,(8-2)/200,
奇数7,9,11 が得点となる確率はいずれも,(8-3)/200
であることがわかる。
さらに,Σ[k=1,n](2*k-1)=n^2 であることを考え合わせると、
求める期待値は次のように計算できる。

(1/200)*((8-0)*(1^2)+(8-1)*(2^2-1^2)+(8-2)*(3^2-2^2)+(8-3)*(6^2-3^2)+(8-4)*(13^2-6^2)
+(8-5)*(25^2-13^2)+(8-6)*(50^2-25^2)+(8-7)*(100^2-50^2))
=(1/200)*(1^2+2^2+3^2+6^2+13^2+25^2+50^2+100^2)
=(1/200)*(13344)
=1668/25.

この問題は「1から200までの整数」でしたが、「1から20000までの整数」に置き換えた
問題を解くと、求める期待値は、
(1/20000)*Σ[k=0,∞](floor((floor(20000/2^k)+1)/2))^2
=(1/20000)*Σ[k=0,14](floor((floor(20000/2^k)+1)/2))^2
=66666783/10000.

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分割数の不思議

直線上に重ならない様にn個の点を置いていくと
有限の長さのn-1個の線分と無限の長さを持つ2つの半直線に別れる。

平面上に一点で3つの直線が集まらない様にn個の直線を置いていくと
(n-1)*(n-2)/2(個)の有限の面積を持つ部分と
2*n(個)の無限の面積となる部分に別れる。

空間内に3つの平面が一つの交線で交わらない様にn個の平面を置いていくと
(n-1)*(n-2)*(n-3)/6(個)の有限の体積の部分と
n^2-n+2(個)の無限の体積を有する部分に別れる。

そこで分割総数だけに着目すれば
直線;n-1+2=n+1
平面;(n-1)*(n-2)/2+2*n=n^2/2+n/2+1
空間;(n-1)*(n-2)*(n-3)/6+n^2-n+2=n^3/6+5*n/6+1

ところでこの3つの計算結果は
nC0+nC1=1+n
nC0+nC1+nC2=1+n+n*(n-1)/2=n^2/2+n/2+1
nC0+nC1+nC2+nC3=1+n+n*(n-1)/2+n*(n-1)*(n-2)/6=n^3/6+5*n/6+1
となり正しく上記の結果を与えてくれる。(その昔何かの本で知って感動した。)

ここまで進むと次元を上げたくなる。
そこで四次元空間では?
有限部はn-1C4=(n-1)*(n-2)*(n-3)*(n-4)/24 となりはしないか!
無限部は想像もつかない。
でも総分割数はnC0+nC1+nC2+nC3+nC4 だろう。

そこで四次元空間での無限領域の数は
nC0+nC1+nC2+nC3+nC4-n-1C4 のはず?
これを計算すると
=n/3*(n^2-3*n+8)
に整理された。

この計算結果の数列をOEISで検索してみたらA046127がヒットしてきて
Maximal number of regions into which space can be divided by n spheres.
とある。
何と球面どうしがぶつかり合いをした時に最大に分割される領域数(球面の外に広がる無限部分も1個に数える)
と繋がった。
四次元世界での無限領域が球面同志の分割数に密接に関連し合っているとは思ってもみませんでした。

そこで改めて3次元での無限部分のn^2-n+2から発生する数列を調べてみると
n=1,2,3,・・・・・で
2,4,8,14,22,32,44,58,・・・・・
これは正にn個の円を交わらせたとき、平面を最大に分割できる最大数を与える!
3 次元での無限領域を与える分割数は2次元での円での分割数
4 次元での無限領域を与える分割数は3次元での球での分割数
と見事に対応がついているんですね。

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年10月12日 04:40)

野球観戦より

プロ野球もペナントも終了しいよいよ日本一を掛けてシリーズが始まる
季節になってきました。
そこでよく耳にする首位打者争いに規定打席というものが登場しますが
これは調べると試合数×3.1で算出されるみたいで現在のペナント争いには
各球団143試合が行われており,143*3.1=443.3
即ち444打席以上の条件がいることになる。

今野球選手の打率とは0.0001のところで丸めて(四捨五入)
打率=ヒットの数/打数
により算出されることとする。
(正式には犠打、 犠飛、 四死球を考慮するがここではご了承を)

そこで打数が444以上560以下(全試合出場し平均打数3.912程度で見積もった値)
のとき打率が0.300 (ちょうど3割)
をマークできるのは全部で何通りあるか?

引用して返信編集・削除(未編集)

連続な自然数の断片

いくつかの連続な自然数の和がNであるとき、この連続な自然数は何か?
各Nではそれぞれどうなる?
(1)N=2833
(2)N=2834
(3)N=2835

引用して返信編集・削除(未編集)

「1連続」は除外します。
(1)
2833は素数なので1以外の奇数の約数は2833のみ
2833÷2833=1, 中心が1で2833項となる連続整数列は-1415~1417
-1415~1415は相殺されて1416~1417
∴1416+1417=2833

(2)
2834=2×13×109なので1以外の奇数の約数は13,109,1417
2834÷13=218, 中心が218で13項となる連続整数列は212~224
∴212+213+214+…+224=2834
2834÷109=26, 中心が26で109項となる連続整数列は-28~80
-28~28は相殺されて29~80
∴29+30+31+…+80=2834
2834÷1417=2, 中心が2で1417項となる連続整数列は-706~710
-706~706は相殺されて707~710
∴707+708+709+710=2834

(3)
2835=3^4×5×7なので1以外の奇数の約数は
3,5,7,9,15,21,27,35,45,63,81,105,135,189,315,405,567,945,2835
2835÷3=945, 945-(3-1)/2~945+(3-1)/2 → 944~946
2835÷5=567, 567-(5-1)/2~567+(5-1)/2 → 565~569
2835÷7=405, 405-(7-1)/2~405+(7-1)/2 → 402~408
2835÷9=315, 315-(9-1)/2~315+(9-1)/2 → 311~319
2835÷15=189, 189-(15-1)/2~189+(15-1)/2 → 182~196
2835÷21=135, 135-(21-1)/2~135+(21-1)/2 → 125~145
2835÷27=105, 105-(27-1)/2~105+(27-1)/2 → 92~118
2835÷35=81, 81-(35-1)/2~81+(35-1)/2 → 64~98
2835÷45=63, 63-(45-1)/2~63+(45-1)/2 → 41~85
2835÷63=45, 45-(63-1)/2~45+(63-1)/2 → 14~76
2835÷81=35, 35-(81-1)/2~35+(81-1)/2 → -5~75 → 6~75
2835÷105=27, 27-(105-1)/2~27+(105-1)/2 → -25~79 → 26~79
2835÷135=21, 21-(135-1)/2~21+(135-1)/2 → -46~88 → 47~88
2835÷189=15, 15-(189-1)/2~15+(189-1)/2 → -79~109 → 80~109
2835÷315=9, 9-(315-1)/2~9+(315-1)/2 → -148~166 → 149~166
2835÷405=7, 7-(405-1)/2~7+(405-1)/2 → -195~209 → 196~209
2835÷567=5, 5-(567-1)/2~5+(567-1)/2 → -278~288 → 279~288
2835÷945=3, 3-(945-1)/2~3+(945-1)/2 → -469~475 → 470~475
2835÷2835=1, 1-(2835-1)/2~1+(2835-1)/2 → -1416~1418 → 1417~1418

944+945+946
=565+566+567+…+569
=402+403+404+…+408
=311+312+313+…+319
=182+183+184+…+196
=125+126+127+…+145
=92+93+94+…+118
=64+65+66+…+98
=41+42+43+…+85
=14+15+16+…+76
=6+7+8+…+75
=26+27+28+…+79
=47+48+49+…+88
=80+81+82+…+109
=149+150+151+…+166
=196+197+198+…+209
=279+280+281+…+288
=470+471+472+…+475
=1417+1418
=2835

引用して返信編集・削除(未編集)

等差数列の分割

等差数列、a1, …、anを、三つの組に分けて、それぞれの組の和が、等しくなるようなものは、どのようなものがありますか?
例えば、1,2,3,4,5を、{1,4}、{2,3}、{5}みたいな

引用して返信編集・削除(未編集)

「どのようなもの」とは、例を書けば良いのでしょうか。もしそうなら例えば
n=6: (1,6)(2,5)(3,4)
n=12: (1,2,11,12)(3,4,9,10)(5,6,7,8)
n=18: (1,2,3,16,17,18)(4,5,6,13,14,15)(7,8,9,10,11,12)
n=24: (1,2,3,4,21,22,23,24)(5,6,7,8,17,18,19,20)(9,10,11,12,13,14,15,16)
・・・
n=6m:
(1,2,…,m-1,m,5m+1,5m+2,…,6m)
(m+1,m+2,…,2m-1,2m,4m+1,4m+2,…,5m)
(2m+1,2m+2,…,3m-1,3m,3m+1,3m+2,…,4m)

(追記)
n=6m+0,2,3,5のそれぞれの場合についての分け方の一般形の例が作れましたのでまとめます。
n=6m+0の場合(m≧1): それぞれの合計は m(6m+1)
(1~m, 5m+1~6m) と (m+1~2m, 4m+1~5m) と (2m+1~4m)
n=6m+2の場合(m≧1): それぞれの合計は (2m+1)(3m+1)
(1~m,4m+1~4m+2,5m+3~6m+1) と (m+1~2m+1,4m+3~5m+2) と (2m+2~4m,6m+2)
n=6m+3の場合(m≧1): それぞれの合計は (2m+1)(3m+2)
(1~m+1, 2m+1, 5m+4~6m+3) と (m+2~2m, 4m+3~5m+3) と (2m+2~4m+2)
n=6m+5の場合(m≧0): それぞれの合計は (m+1)(6m+5)
(1~m,5m+5~6m+5) と (m+1~2m+1,4m+4~5m+4) と (2m+2~4m+3)
※mに具体値を代入してa~a-1のように終値が始値より1小さくなる場合、その範囲は削除(n=5,8,9の場合に発生)
※n=6m+1,4の場合は総計が3の倍数ではないので3分割できません。

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年06月29日 03:35)

一般の等差数列、項数=n、初項=a、公差=d 置くとき
a,a+d,…、a+(n-1)d 折り返して、和を取ると全て等しくなるので、
項数が6の倍数であれば、3分割して、和を等しくすることが可能です。
(n,a,d)=(6k,a,d)

1,2,3,4,5は、分割して和を等しくすることが可能ですが、
a倍して、a,2a,3a,4a,5a も可能です。(5,a,a)

分割可能であれば、公差a の等差数列、初項a を自由に作ることが可能。

1,2,3,4,5,6,7,8,9 の場合
{9,1,5}、{8,3,4}、{7,2,6}と
{1,2,3,9}、{7,8}、{4,5,6}複数解もあることが分かりました。

引用して返信編集・削除(編集済: 2025年06月29日 13:34)

6m+5 5,11,17,23,…
6m+3 9,15,21,27,…
6m+2 8,14,20,26,…
については、5,9,8は、分割可能なので、残り6の倍数を足した数については、6の倍数が、3つの組に等分割可能なので、振り分けて、全体が、分割可能になります。

引用して返信編集・削除(未編集)

6m,6m+2,6m+3,6m+5
のとき、3分割可能でしたが、
3k-1,3kとまとめることができます。但しkは、2以上

一般k分割の場合
n=2k-1または、2kのとき、k分割可能
但し、3分割のときは、6m、6m-1以外もありますので、全てではない。

引用して返信編集・削除(未編集)

行き方

一辺が5の立方体OABCPQRSが座標
O(0,0,0),A(5,0,0),B(5,5,0),C(0,5,0)
P(0,0,5),Q(5,0,5),R(5,5,5),S(0,5,5)
に置かれている。
点Oを出発し立方体の表面をx,y,z軸の正の何れかの
方向を選んで1だけ進むものとする。
このときゴール点Rへ最短距離で行ける方法は何通り?

引用して返信編集・削除(未編集)

経路中で2頂点を通るものは6通り
ちょうど1頂点を通るものは6×(10C5-2)=1500通り
頂点を通らないものは6×(15C5-3-2×(10C5-2))=15000通り
よって全部で16506通り

引用して返信編集・削除(未編集)
合計2967件 (投稿516, 返信2451)

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