■コマ大数学科180講:スネルの法則

「のび太のくせに生意気だぞ~」というのは、スネオの法則(by戸部アナ)。今回の「スネルの法則」は、光の屈折に関する法則ということなのだが…「たけしのコマ大数学科」

問題:1辺が10mの正方形のプールの1つの角に監視員がいます。この監視員が水中を秒速1m、プールサイドを秒速2mで移動する場合、この監視員がプールのどこへでも到達しうるには最短で何秒必要でしょうか。
※2006年度 東京工業大学 数学1教科によるAO(Admissions Office)型入試問題(一芸入試問題)。

【遊び方】黄色い丸が溺れている人(到達点)。監視員がプールサイドを移動するには、時計回り(オレンジ)と反時計回り(グリーン)とした。初めに黄色い丸(到達点)の位置をドラッグ&ドロップして決める。次にオレンジと、グリーンの矢印を動かし、プールに飛び込む位置を決めてほしい。「Start」ボタンを押すと、到達点までの時間を計測する。

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■コマ大数学科179講:フェルマー素数

結城浩さんが「数学ガール フェルマーの最終定理」を書かれていた頃、「フェルマーはガスコンかも」というメールを頂いたことがある。諸説あるそうだが、フェルマーは、「南フランスのトゥールーズ近くのボーモン・ド・ロマーニュに生まれる」とある。つまり、ガスコン(ガスコーニュ地方出身者の総称)かもしれない。でも、「ガスコン研究所」はフランスと縁もゆかりもない。ガスコンには「大法螺吹き」という意味の使われ方もあるんだよね。そんなガスコン爺の「たけしのコマ大数学科」

図(1)

要するに、コンパスと目盛のない定規(定木)だけで正五角形を描きなさいという作図問題。

【遊び方】先に「Circle」または「Line」を選んで、ドラッグ開始点とドロップアウトした点の円や直線を描く。「Dividers」を選ぶと、始点をクリックするだけで、直前に描いた円と同じ半径の円を描く。

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■コマ大数学科178講:正2010角形

先日、爺は、ケーブルテレビの「TBSチャンネルHD」で「ドラゴン桜」の第1話~最終話まで、ぶっ通しで見てしまった。木村美紀も東大構内でほんのちらっと出演していた^^;「たけしのコマ大数学科」

問題:正2010角形の異なる3頂点A,B,Cの組のうち、三角形ABCの内角がすべて整数度となるものの個数を求めなさい(ただし、ABCを並べ替えただけの組は同じとみなします)。
※2010年 数学オリンピック予選問題

まず、問題を理解するために上のFlashを用意した。正24角形のそれぞれの頂点を結んで三角形を作るとき、すべての内角が整数になる場合と、いずれかの内角が小数になってしまう場合があるよね(正24角形を例に選んだのは、意味はなく、問題とは関係ないからね^^;)。では、いったい正2010角形の場合、すべての内角が整数度となる三角形はいくつ出来るのだろうか?

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■コマ大数学科177講:Le Rouge et le Noir(赤と黒)

フランス、カルティエ現代美術財団の、北野 武/ビートたけし展「Gosse de peintre – 絵描き小僧」は、とても好評のようで、2010年3月11日~9月21日まで会期が延長されたよ「たけしのコマ大数学科」

問題:赤と黒のカードがランダムに裏返して13枚並べてあります。カードを5回めくって等間隔に並ぶ3枚のカードを見つけるには、どのようにめくれば良いでしょうか?

【遊び方】伏せられたカードをクリックして、カードをめくる。クリック5回以内に赤または黒のカードが等間隔に並べばオーケー。

問題文を読んで、配られた(伏せられた)カードの中に「赤のカード、黒のカードは何枚あるの?」と素朴な疑問を持った人がいるかもしれない。じつは、そんなことはカンケーないのら(実際に上のFlashは、ランダムに「赤」か「黒」のカードかを決めているだけ)。配られたカードの「赤」や「黒」の枚数は、本質的なことではなく、それにも関わらず、「必ず」、赤または黒のカードが等間隔で並ぶような選択(カードの開け方)があるということ^^; その方法を考えてね。

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■コマ大数学科176講:プラトン立体

ガンビーノ小林が漢字検定準1級に合格。そこで問題「そそり立つ黒くて立派な図騰柱」さて、なんて読むの「たけしのコマ大数学科」

問題:図のような正12面体がある。点Aを1つの頂点とする立方体ができるように他の頂点を結ぶとき、立方体の各辺を正12面体の展開図に書きなさい。

図(1)

立方体の辺の数は12本。それを展開図に書きなさいということなので、立方体の各辺は、正12面体の面上にあるということだね。

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■コマ大数学科175講:ベルヌーイ数

関東圏では、放送日が月曜深夜に移っての初回。スタジオもほんの少し様変わりした「たけしのコマ大数学科」

問題:1辺の長さ1の正三角形を底辺とする高さ1の正三角柱がある。それを隙間なく並べて高さ1の正三角柱の台を作る。図のように台を10段積み上げたとき、台全体の体積を求めなさい。

図(1)

上から1段目は1個、2段目の台は一辺が「3」になるように一辺「1」の正三角柱を隙間なく並べる。3段目の台一辺は「5」……というように、10段目まで積み上げる。図は、5段目まで積み上げたところ。「Shade」を使っても、図を描くのは、かなり面倒だ。爺には、これが限界だ><;

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■コマ大数学科:東大生になりたい!SP

「たけしのコマ大数学科」も新学期がスタート。東大生が勢揃い春爛漫の特別講義。新入生も登場だ。

問題:Cを半径1の円周とし、AをC上の1点とする。3点P,Q,RがAを時刻 t=0に出発しC上を各々一定の速さで、P,Qは反時計回りに、Rは時計回りに時刻 t=2πまで動く。P,Q,Rの速さは、それぞれ、m,1,2であるとする。(したがってQはCをちょうど一周する)ただし、mは1≦m≦10を満たす整数である。△PQRがPRを斜辺とする直角二等辺三角形となるような速さmと時刻tの組をすべて求めよ。
※2010年 東京大学入試問題(文科 第4問、理科 第5問)

問題文が長くて意味を理解するだけでも大変だが、これを再現したのが上のFlash。要するに「Stop」ボタンを押したとき、△PQRがPRを斜辺とした直角二等辺三角形になっていればよい。このときのPの移動速度「m」と、時刻「t」の組み合わせをすべて答えよ……という問題。ただし、爺の作成したFlashでは、「t」の値は近似値だから、答えは代数的にきっちり答えてね。

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