有名な和算書である塵劫記に出てくる「継子立て」に類する問題です.既出ならばご指摘ください.
感じの良い人と人相の悪い人が同じ人数 (n 人)いて,それぞれ別に並んでいます.まず,この2列
をくっつけて,計 2n 人で輪の形を作ってもらいます.そして,輪の周りを回りながら,一定の間隔
で m 人目ごとに人を選びます.ただし,選ばれた人はすぐに輪から出ることにします.
このとき,感じの良い人達だけ n 人が選ばれるようにするには, m をどう決めたら良いか考えます.
たとえば,○ を選びたい人,● を選びたくない人として,
n = 2 ならば m = 3 , n = 3 ならば, m = 5 でうまく行きます.
5☆
6☆ 3☆ 10 ☆ ○ ☆15
2↑○ ○ 4↑○ ○↓6,11
● ●↓4 3↑● ●↓1,7,12
← 9 ●
1,5 14 ←
2,8,13
(1) n = 4 のとき,m をいくつにしたら良いでしょうか.
(2) どんな n に対しても,このような m が存在することを示してください.
(おまけ) n = 5, 6, …, 10 のとき,上の性質を持つ最小の正整数はそれぞれいくつでしょう.
(n = 5 のときは,何とか紙と鉛筆で見つけられそうですが, n ≧ 6 は PC が必要かも)
もちろん,m = 1 は除外します.