クイズ大陸



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?いはら 2011/04/21 12:39
スペードのAなどは点対称でないので、カードの向きによって異なる状態を考えることができます。
しかし、ダイヤのカードはすべて点対称なので状態を増やすことはできない
と思いがちですが、ダイヤの7だけは点対称ではないのです。
マークが次のような配置になっていますので、向きの区別がつきます。
<tt>
┌───┐ ┌───┐
│◇ ◇│ │◇ ◇│
│ ◇ │ │   │
│◇ ◇│ │◇ ◇│
│   │ │ ◇ │
│◇ ◇│ │◇ ◇│
└───┘ └───┘
</tt>
これを考慮に入れると2枚のカードの状態数はどうなるのか調べてみましょう。
◇のマークが多いほうが王様側にある場合を上向き、その反対を下向きということにします。
n枚のカードを使うとします(n≧7)。
・1枚目に上向きの7を置いた場合、2枚目は7以外のn-1通り
・1枚目に下向きの7を置いた場合もn-1通り
・1枚目に7以外を置いた場合、2枚目は7の上向き、下向きを含めてn通り
 この場合、1枚目はn-1通りなので、全部でn(n-1)通り
合計すると、2(n-1)+n(n-1)=(n-1)(n+2)通り
n枚から3枚を選ぶ組み合わせの数は、n(n-1)(n-2)/6通り
よって、n(n-1)(n-2)/6≦(n-1)(n+2)であり、4-2√7≦n≦4+2√7
これを満たす最大の自然数は9です。
よってカードの枚数の最大値は高々9です。

9枚で可能なことを示します。
王様が7を含まない3枚のカードを選んだ場合は、前回の8枚の方法が使えます。
7を9に替えてやればいいだけです。
3枚のカードの中に7を含む場合、7以外の8枚のカードを円状に並べたものを考えます。
7以外の2枚のカードの配置を考えると、
<tt>
チ     リ     ヌ     ル   
 ● ●    ● ●    ● ●    ● ● 
○   ●  ○   ●  ○   ●  ○   ●
○   ●  ●   ●  ●   ●  ●   ○
 ● ●    ○ ●    ● ○    ● ● 
</tt>
上記の4つのパターンが考えられます。
それぞれを、1枚目が上向きの7、1枚目が下向きの7、2枚目が上向きの7、2枚目が下向きの7
に対応させてやればよいです。
<tt>
チ     リ     ヌ     ル   
 ● ●    ● ●    ● ●    ● ● 
A   ●  A   ●  @   ●  @   ●
○   ●  ●   ●  ●   ●  ●   @
 ● ●    ○ ●    ● ○    ● ● 
</tt>
チ、リについては2枚目のカードを図のように選び、
ヌについては1枚目のカードを図のように選べばよいです。
ルについては対称なのでどちらかを指定することはできませんが、
どちらを選んでも問題ありません。
どちらでも1枚目として出してもらえばよいです。
これで2枚のカードの状態をすべて異なるようにすることができます。

これが星型メダル獲得の方法でした。
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