TakaPの数学日記

数学を教えていて感じたことや日常の感想などを記録しました。

妖精の問題の答

2009年07月01日 17時04分33秒 | 数学


 答えは201日後    問題はこちら

解説
 タケシのコマネチ大学数学科の問題の答 200人+200人の妖精が参加している祭りだが、赤い帽子の妖精の数をn人としよう。
 
n=1のとき
赤い帽子の妖精が1人で青い帽子の妖精が他全部。つまり399人とすると、妖精達が見る光景は

●●●●・・・・●●● 
すべてが青い帽子の妖精 ・・・(1)
●●●・・・・●●● 一人だけ赤い帽子の妖精 ・・・(2)

(1)の光景か、(2)の光景を見ることになる。

(1)の光景を見た妖精は、「赤い帽子の妖精と青い帽子の妖精が少なくとも一人はいる」ということを知っているから、自分が赤い帽子の妖精だと分かるので、次の日は祭りに参加しない。つまり祭りから消える。

(2)の光景を見た妖精は、自分が青か赤か分からないから、次の日も祭りに残る。

(結論)
赤い帽子の妖精が1人のときは、2日目ですべての参加者は青い帽子の妖精になる。


n=2のとき
 では、赤い帽子の妖精が二人混じっていた場合は・・・

●●●・・・・●●● 一人だけ赤い帽子の妖精 ・・・(1)
●●●●・・・・●●● 二人が赤い帽子の妖精  ・・・(2)

(1)の光景か(2)の光景を見ることになる 

(1)の光景を見た妖精達(赤い帽子の2人)も(2)の光景を見た妖精たち(青い帽子の大勢)も自分がどちらか分からないから、2日目も祭りに参加する。

したがって、、
(1)の光景を見た妖精達2人はまた同じ光景を見ることになる。
●●●・・・・●●● 一人だけ赤い帽子の妖精 ・・・(1)
このとき初めて
、この妖精達は自分が赤い帽子をかぶっていることに気づく。
仮にこの妖精達を妖精A、妖精Bとする。

----------------------------
妖精ABが赤い帽子をかぶっていることに気づいた理由。
----------------------------
Aの立場を説明すればBの立場も同じである。

 一日目に妖精Aが妖精Bの見た光景を想像すると
●●●●・・・・●●● ・・・(a) Aは自分が青だと思っている
●●●・・・・●●● ・・・(b) Aは自分が赤じゃないかと思った

●●●●・・・・●●● この光景を見たはずだから
2日目にはいないはず。
「Bのやつ消えてるはず」とAは思う。

ところが2日目にがBいた。
ということはこのBが見た光景は
●●●・・・・●●● だと分かる。

おなじことはBも思っていて
●●●・・・・●●●

AもBもお互いに
●●●・・・・●●●
この光景を見ていると気づく。

今は2日目で、同じ光景が2回続いていた。ということは赤い帽子は2つ
赤い帽子が1人なら2日目の光景は
●●●●・・・・●●● のはずであった

AB2人とも自分が赤い帽子だと気づいて3日目に消える。

(結論)
n=2
赤い帽子の妖精が2人のときは、3日目ですべての参加者は青い帽子の妖精になる。

n=3のとき

妖精達が見る光景は1日目

●●●●・・・・●●● 人だけ赤い帽子の妖精 ・・・(1)赤い帽子の妖精が見る
●●●●・・・・●●● 三人が赤い帽子の妖精  ・・・(2)青い帽子の妖精が見る

(1)の光景を見た妖精達は3日目には全部青になると思っている。
ところが三日目も同じ光景を見るので、どうやら赤い帽子は三人だと分かり
それが自分だとわかる。
4日目には消える。

(結論)
n=3
赤い帽子の妖精が3人のときは、4日目ですべての参加者は青い帽子の妖精になる。

----------------
(結論)
赤い帽子の妖精がn人のときは、n+1日目ですべての参加者は青い帽子の妖精になる。

    答え201日目 

コメント
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