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2009/01/09 Fri 15:47
つぶやき
今日は「クイズの日」「とんちの日」(今日は何の日? 1月9日)ということなので、クイズとは違いますが、あるゲームを紹介します。
有名なので知っている方も多いと思いますが、「ハノイの塔」というゲームです。
こちらのサイトでやれますので、挑戦してみてください。 → ミニゲーム(フラッシュ) ハノイの塔
どういうゲームかと言うと、
三本の杭と中央に穴のあいた、大きさの異なる円盤がある。
左端に積まれた円盤を右端の杭に移動させるゲームです。
ただし、以下のルールに従って移動させて下さい。
・一度に移動できるのは1つ
・(それより)小さい円盤の上に置いてはいけない(大きいものが下にならなくてはいけない)
たとえば、3段の場合。
杭を左からA,B,Cとして、3つの円盤を大きいものから大、中、小とすると。
小をAからCへ
中をAからBへ
小をCからBへ
大をAからCへ
小をBからAへ
中をBからCへ
小をAからCへ
という具合です。
さて、このハノイの塔ですが、何段でも解けることは、高校数学の知識で証明できます。
数学的帰納法という証明方法をとります。
まず、1段のとき、解けることは明らかです。
次に、「n段のときに解ける」と仮定します。
この仮定の下で、n+1段について考えます。
仮定から、上のn段はAからCへ移動できるのですから、それをAからBへ移動することも可能です。
すると、Aには一番大きい円盤が一つだけ残りますから、それをCへ移動させます。
そして、初めと同様に、Bにあるn段をCへ移動させることは可能ですので、n段で解けるならば、n+1段でも解けることがわかります。
Q.E.D
ちょっと待てという人のために補足すれば、
n段のときに解けるならば、n+1段でも解けるわけですから、
1段のときに解けるならば、2段でも解ける。
2段でも解けるなら3段でも。3段も解けるなら4段でも。・・・・・・・・
というように何段でも解けるということが証明できるわけです。
このハノイの塔を調べると面白いことがわかります。
毎日24時間ずっと1秒に1個ずつ移動させていくと、1年間で何段のハノイの塔が解けるでしょうか?
1秒間に1個は遅くないと思います。
考えてる時間もないのですから、むしろ速いです。
それを1年間、寝ないで、食事もしないで続けるんです。
100段くらいいけるんじゃないか?って思った人もいるでしょう。僕もです。
ですが、答えは24段です。
え?それだけ?って思いませんか?
僕は思いました。
n段のハノイの塔を解くには最低2n -1回移動させる必要があります。
一年=60×60×24×365=31,536,000秒です。
一方、
224 -1=16,777,215回
225 -1=33,554,431回
となり、25段は1年以内に解くことはできません。
ちなみに100段のハノイの塔を解くには、1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,375回の移動が必要で、さっきの条件で移動させると、約40,196,936,841,331,475,186,983年(おおよそ402垓(ガイ)年)かかるんですねw
ヤック━━ΣΣ(゚Д゚;)━━デカルチャー!!
「垓」とは、「兆」の次の「京」の次です。
指数関数の増加率のすごさと、数学的帰納法の威力がわかるゲームですね。
有名なので知っている方も多いと思いますが、「ハノイの塔」というゲームです。
こちらのサイトでやれますので、挑戦してみてください。 → ミニゲーム(フラッシュ) ハノイの塔
どういうゲームかと言うと、
三本の杭と中央に穴のあいた、大きさの異なる円盤がある。
左端に積まれた円盤を右端の杭に移動させるゲームです。
ただし、以下のルールに従って移動させて下さい。
・一度に移動できるのは1つ
・(それより)小さい円盤の上に置いてはいけない(大きいものが下にならなくてはいけない)
たとえば、3段の場合。
杭を左からA,B,Cとして、3つの円盤を大きいものから大、中、小とすると。
小をAからCへ
中をAからBへ
小をCからBへ
大をAからCへ
小をBからAへ
中をBからCへ
小をAからCへ
という具合です。
さて、このハノイの塔ですが、何段でも解けることは、高校数学の知識で証明できます。
数学的帰納法という証明方法をとります。
まず、1段のとき、解けることは明らかです。
次に、「n段のときに解ける」と仮定します。
この仮定の下で、n+1段について考えます。
仮定から、上のn段はAからCへ移動できるのですから、それをAからBへ移動することも可能です。
すると、Aには一番大きい円盤が一つだけ残りますから、それをCへ移動させます。
そして、初めと同様に、Bにあるn段をCへ移動させることは可能ですので、n段で解けるならば、n+1段でも解けることがわかります。
Q.E.D
ちょっと待てという人のために補足すれば、
n段のときに解けるならば、n+1段でも解けるわけですから、
1段のときに解けるならば、2段でも解ける。
2段でも解けるなら3段でも。3段も解けるなら4段でも。・・・・・・・・
というように何段でも解けるということが証明できるわけです。
このハノイの塔を調べると面白いことがわかります。
毎日24時間ずっと1秒に1個ずつ移動させていくと、1年間で何段のハノイの塔が解けるでしょうか?
1秒間に1個は遅くないと思います。
考えてる時間もないのですから、むしろ速いです。
それを1年間、寝ないで、食事もしないで続けるんです。
100段くらいいけるんじゃないか?って思った人もいるでしょう。僕もです。
ですが、答えは24段です。
え?それだけ?って思いませんか?
僕は思いました。
n段のハノイの塔を解くには最低2n -1回移動させる必要があります。
一年=60×60×24×365=31,536,000秒です。
一方、
224 -1=16,777,215回
225 -1=33,554,431回
となり、25段は1年以内に解くことはできません。
ちなみに100段のハノイの塔を解くには、1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,375回の移動が必要で、さっきの条件で移動させると、約40,196,936,841,331,475,186,983年(おおよそ402垓(ガイ)年)かかるんですねw
ヤック━━ΣΣ(゚Д゚;)━━デカルチャー!!
「垓」とは、「兆」の次の「京」の次です。
指数関数の増加率のすごさと、数学的帰納法の威力がわかるゲームですね。
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