第3問の解答


1.問題

  10個の碁石が1列に並んでいます。
(1)
このうち、連続した碁石を選ぶ選び方は何通りでしょう。

(2)どの碁石も隣り合わないように選ぶ選び方は何通りでしょう。


2.設問(1):解答例1(ありさのお父さん、他

選ぶ碁石個数増えるに従って、選び方減ってきます。

3-1-1.gif (8353 バイト)

答:55通り

以上


3.設問(2):解答例1(三好知之さん他

下表のように数えると合計143通りとなります。

3-1-2.gif (34805 バイト)

以上


4.設問(2):解答例1(kuri他

碁石n個あって、そのうちr個を選ぶ選び方をf(n,r)通りとします。

f(n,1)=n,f(n1,r)=1は明らか。ただし、n1=2*r-1

また、図1よりf(n+1,r)=f(n,r)+f(n-1,r-1)となるので、これから順に求めていくと表1のごとく求まり、碁石10個のときの選び方総数は143通りとなる。

図1
3-2-1.gif (1283 バイト)
表1
3-2-2.gif (4658 バイト)

なお、碁石がn個の時の選び方総数をg(n)とすると、g(n+1)=g(n)+g(n-1)+1となっていることに注意。
これより、h(n)=g(n)+1とおくと、h(n+1)=h(n)+h(n-1)となり、h(n)フィボナッチ数列として一般式を求めることが出来る。


5.設問(2):解答例2

下図のように、選んだ碁石(最後の碁石を除く)の右側には必ず選ばない碁石があるので、これをペアで考えると、結局n-r+1の碁石からr個選ぶ選び方f(n,r)=n-r+1Crに等しいことが分かる。

3-2-3.gif (1054 バイト)

これより求めたf(n,r)は、表1と合致する。


6.設問(2):解答例3(ありさのお父さん、中村明海さん

3-2-4.gif (908 バイト) 碁石がn個の時の選び方総数をg(n)とする。

碁石を全く選ばない場合の1通りを含めて考えることとし、h(n)=g(n)+1とすれば、左図より、h(n+1)=h(n-1)+h(n)を得るので、h(n)はフィボナッチ数列となる。

h(1)=2、h(2)=3より順次計算していけば、h(10)=144となるので、g(10)=h(10)-1=143通りとなる。

以上