「今月の問題」 第119 回 (平成21年8月)

 <問題>

 
左図を見てください。1g、3g、9g、27g、81g、243g、729gの7つの分銅があります。
 
 この、7つの分銅を用いれば、1gから1093gまで、1093種類の重さを量ることができることを知りました。

 写真は、4つの分銅を用いて、人参の重さがちょうど250gであることを示したものです。


ここで、問題です。
 7つの分銅のうち4つを用いて量ることの出来る重さは、1093種類のうち何種類になるでしょうか。

(※天秤の2つの皿の上には必ず4つの分銅が載っている場合で考えてください)


<正解者一覧表>             
正解者順位     name      メール到着日時     備 考  
 1鯨鯢(Keigei) さん2009/8/1 5:33 
 2数学爺 さん2009/8/1 8:30神奈川県 
 3信三 さん2009/8/1 9:21 
 4次郎長 さん2009/8/1 20:30 
 5いちもく さん2009/8/1 20:33立川市 
 6Mr.ダンディ さん2009/8/1 20:37大阪府 
 7algebra さん2009/8/1 20:53神奈川県 
 8ラスカマン さん2009/8/1 21:09静岡県伊豆半島 
 9uchinyan さん2009/8/1 21:10東京都 
10fisherman さん2009/8/1 21:22豊岡市・塾講師 
11ゴンとも さん2009/8/1 21:31豊川市 
12ガウス さん2009/8/1 22:05福岡県 
13ma-mu-ta さん2009/8/2 4:39東京都 
14経友会の進作 さん2009/8/2 9:39京都府木津川市・71歳 
15 まいすた さん2008/8/2 13:09 
16りーくん さん2009/8/2 14:41埼玉県 
17スモークマン さん2009/8/2 15:38クーラーかけてても暑いのはなぜ〜^^;
18す さん2009/8/2 15:38城崎 
19KAZ さん2009/8/3 8:09熊本県 
20巷の夢 さん2009/8/3 9:23宮城県出身 
21やぶコウノトリ さん2009/8/3 11:40兵庫県 
22nak さん2009/8/3 11:53鹿児島県 
23teki さん2009/8/3 14:53大阪府 
24マッキー27 さん2009/8/3 23:51愛知県 
25黒アイス さん2009/8/4 21:26日本のどこか 
26ルルゥ さん2009/8/5 0:24新潟市 
27男はつらいよ さん2009/8/5 14:53神奈川県 
28川上智弘 さん2009/8/5 23:23兵庫県 
29葦屋葛屋 さん2009/8/6 11:50愛知です 
30上海 さん2009/8/6 13:00埼玉の大学生
31浜田明巳 さん2009/8/6 15:42 
32望月輝久 さん2009/8/6 16:52 
33ミゼヌク さん2009/8/7 17:31 
34元気モリモリ さん2009/8/10 9:00宮崎県 
35kasama さん2009/8/10 9:32和歌山県プログラマ
36のんたん さん2009/8/28 15:40埼玉県 
37uma さん2009/8/30 16:33 

答えは280通りでした。
 
[278] 無題 投稿者:ミゼヌク 投稿日:2009/08/07(Fri) 17:36 [返信]

簡単だったけどすごく面白かった!!!

[277] ??? 投稿者:??? 投稿日:2009/08/06(Thu) 15:44 [返信]
Option Explicit
Dim a(4) As Integer
Dim b(4) As Integer
Dim c(1093) As Integer
Sub Macro1()
Sheets("Sheet1").Select
Cells(1, 1).Value = 0
Dim j As Integer
For j = 1 To 1093
c(j) = 0
Next j
Call saiki1(1)
For j = 1 To 1093
If c(j) Then
Cells(1, 1).Value = Cells(1, 1).Value + 1
Cells(Cells(1, 1).Value, 2).Value = j
Range("B" & Cells(1, 1).Value).Select
End If
Next j
Range("A1").Select
End Sub
Sub saiki1(ByVal n As Integer)
If n = 1 Then
a(1) = 1
Else
a(n) = a(n - 1) + 1
End If
While a(n) <= 7
If n < 4 Then
Call saiki1(n + 1)
Else
Call saiki2(1)
End If
a(n) = a(n) + 1
Wend
End Sub
Sub saiki2(ByVal n As Integer)
Dim wa As Integer
Dim j As Integer
b(n) = 1
While b(n) >= -1
If n < 4 Then
Call saiki2(n + 1)
Else
wa = 0
For j = 1 To 4
wa = wa + weight(a(j)) * b(j)
Next j
If wa > 0 Then
c(wa) = 1
End If
End If
b(n) = b(n) - 2
Wend
End Sub
Private Function weight(ByVal n As Integer) As Integer
Select Case n
Case 1
weight = 1
Case 2
weight = 3
Case 3
weight = 9
Case 4
weight = 27
Case 5
weight = 81
Case 6
weight = 243
Case Else
weight = 729
End Select
End Function


[276] やっとできました 投稿者:西面敏明 投稿日:2009/08/05(Wed) 10:34 [返信]
7個から4個をとるのだからその組み合わせは35通り
それで何個の数字を作れるかで考えてみました。
4個とるなかで一番小さい数の組は1、3、9、27をとる場合です。
27−9−3−1=14 これは一方に27が乗りもう一方に9、3、1とニンジンが乗る場合になります。
27−9−3−1=14 の間にーと+が入る組み合わせが8通りありますから 数字の組み合わせ35と8をかけてやって280とおりが求まりました。

[275] 問題文 投稿者: 投稿日:2009/08/02(Sun) 15:38 [返信]
問題文の解釈を間違え、正解までなかなかたどり着けませんでした。

最初、
(1)7つのうち用いる分銅4つを確定させる。
(2)選んだ4つは変えることなく4つのうち1個以上の分銅が乗せる。
これらの条件で何種類の重さを量れるか。
答え40種類。

天秤には必ず4つのという追記がついたとき、
(1)7つのうち用いる分銅4つを確定させる。
(2)選んだ4つは変えることなく4つ全ての分銅を乗せる。
これらの条件で何種類の重さを量れるか。
答え8種類。

[274] 暑中お見舞い〜^^;;〜v 投稿者:スモークマン 投稿日:2009/08/02(Sun) 15:35 [返信]
同じです♪
7C4*2^4/2=280
きのうまでは...ここも設定が迷走してましたのね...^^?

[273] 進数で考えると 投稿者:まいすた 投稿日:2009/08/02(Sun) 13:07 [返信]

私も4C2のところで間違ってました。

それぞれの分銅のステータスは、乗せない・右に乗せる・左に乗せる、の3種類なので、乗せ方は全部で3^7=2187通りあります。

ここから、全部乗せない=0gの場合を除き、さらに鏡像対象を考慮して1/2にすると、1093通りですね。

7つから4つを選び出すほう方法は、35通り。選ばれた4つのステータスは、右・左の2種類なので、乗せ方は2^4=16通り。鏡像対象を1/2して、8通り。
答は、8×35=280通りとなりました。

http://blogs.dion.ne.jp/erstklassige_zahl/


[272] 280 でよかったのですね 投稿者:uchinyan 投稿日:2009/08/02(Sun) 12:58 [返信]

昨日は,朝問題を見て,7C4 * 2^3 = 35 * 8 = 280,と思ったのですが,ここに入れず,
問題を読み直して,[264]の意味かな,と思って,
7C4 * 2^3 + 7C3 * 2^2 + 7C2 * 2^1 + 7C1 * 2^0 = 35 * 8 + 35 * 4 + 21 * 2 + 7 * 1 = 280 + 140 + 42 + 7 = 469
かな,とやったのですが,やはり入れず,,,
かなり悩みました (^^;
まぁ,とにかく,できてよかったです。


[269] 計算式 投稿者:Mr.ダンディ 投稿日:2009/08/02(Sun) 01:08 [返信]

[264]で書いた問題の解釈はともかく、280種類というのは次のように出しました。

(量りたいものは常に右に載せると決めておきます)
使うものの場合の数は、7C4=35(通り)
(1) 4つのうち最も重いものは左に載せねばならない
(2) 他の3つはすべて右に載せるか左に載せるか2通りずつ考えられる。
したがって(1)(2)より、4つを決めた後では 2^3(通り)考えられます。
よって、35*2^3=280(種類)

 
[268] 二項定理 投稿者:鯨鯢(Keigei) 投稿日:2009/08/02(Sun) 00:59 [返信]

k個のものを2つ以下にグループ分けする方法の数は 2^(k-1) 通りだから、
k個で量れる重さは、7Ck×2^(k-1)
なお、二項定理を少し変形して、
{(1+2)^7-1}/2=7C1+7C2×2+7C3×2^2+7C4×2^3+7C5×2^4+7C6×2^5+7C7×2^6
です。

 
[267] Re:[266],[260] 正解者掲示板が 投稿者:ゴンとも 投稿日:2009/08/01(Sat) 21:47 [返信]

>あとのものも全部足して1093通りになるか自分
>でやってみます。

できました。

binomial(7,1)=7
binomial(7,2)+binomial(7,2)=42
binomial(7,3)+binomial(7,3)*binomial(3,1)=140
binomial(7,4)+binomial(7,4)*binomial(4,1)+binomial(7,4)*3=280
binomial(7,5)+binomial(7,5)*binomial(5,1)+binomial(7,3)*6=336
binomial(7,6)+binomial(7,6)*binomial(6,1)+binomial(7,6)*binomial(6,2)+binomial(7,6)*binomial(6,3)/2=224
binomial(7,7)+binomial(7,7)*binomial(7,1)+binomial(7,7)*binomial(7,2)+binomial(7,7)*binomial(7,3)=64
7+42+140+280+336+224+64=1093通り

また偶然数値があっただけかもしれません。

 
[266] Re:[260] 正解者掲示板が 投稿者:ゴンとも 投稿日:2009/08/01(Sat) 21:28 [返信]

>binomial(7,4)+binomial(7,4)*binomial(4,1)+binomial(7,4)*binomial(4,2)=385通り・・・・・・(答え)

最後のbinomial(4,2)を3に換えて
binomial(7,4)+binomial(7,4)*binomial(4,1)+binomial(7,4)*3=280通り・・・・・・(答え)

考え足りなくて本当に恥ずかしい。
あとのものも全部足して1093通りになるか自分
でやってみます。

 
[265] 組み合わせの組み合わせ 投稿者:fisherman 投稿日:2009/08/01(Sat) 21:21 [返信]

3のn乗だけど・・・?
どうやら本筋には関係ないみたいだ。
ただ、どの組み合わせも異なる重さになるという点に
関係するのかな?
7C4×(1+3+4)=280

 
[264] 469 投稿者:Mr.ダンディ 投稿日:2009/08/01(Sat) 21:16 [返信]

> 1個→7通り、2個→42通り、3個→140通り、4個→280通り、
> 5個→336通り、6個→224通り、7個→64通り、
> 合計1093通りになるはずです。
私も同じ数値を出しておりました。

だから、7+42+140+280=469(種類)として回答しておりました。
なぜなら
問題文に「7つの分銅を用いれば、1gから1093gまで、1093種類・・」とあると
いうことは、「●つの分銅を用いれば・・」とあれば、使わないものがあっても
よいことになります。(すなわち、実際に使うのは●つ以内で・・)

したがって、「7つの分銅のうち4つを用いて量ることの出来る重さは・・?」な
らば、「4つ用意して、実際に使うのが4つ以内で・・」と考えたからです。
(それでも正解者に名前が載らず、認証では入れないから、実際に必ず4つ使うと
きと限定したのであろうと、280でここに入りました)

いまでも 469 が正解ではないかと思っております。私の解釈はおかしいのでしょうか ?


[262] 申し訳ありませんでした 投稿者:よしおか(管理人) 投稿日:2009/08/01(Sat) 19:53 [返信]

次郎長さんの回答と同じ考えで間違えました。

4つのうち、2つに分ける場合、4C2=6通り と考えたのですが、(AB、CD)と(CD、AB)は同じものであり、3通りにしなければならないものでした。
つまり、35×8=280通りでした。

本当にごめんなさい。出題する私の思考力のなさを暴露してしまいました。穴があったら入りたい気分です。

*****************

鯨鯢(Keigei) に検証してもらいました。
1個→7通り、2個→42通り、3個→140通り、4個→280通り、
5個→336通り、6個→224通り、7個→64通り、
合計1093通りになるはずです。