面白い問題おしえて〜な 28問目 at MATH
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1000:132人目の素数さん
19/01/16 01:07:38.66 lOjtUToz.net
1

1001:132人目の素数さん
19/01/16 01:11:03.88 lOjtUToz.net
>>945
連休終わったけど…
f   V/S^{3/2}
4  0.05170027 = 1/{6√(6√3)}     正4面体
6  0.06804138 = 1/(6√6)       立方体
8  0.074488  4角形×4, 5角形×4  メディアル8面体
10  0.078740  4角形×8, 4角形×2  (シリコンフラーレン)
12  0.08168837 = φ^{4/7} /{6(√3)・5^{5/8}) 正12面体 
14  0.083365  5角形×12, 6角形×2  ねじれ重角錐台(ゴールドバーグ)
16  0.084740  ?
20  0.086610  5角形×12, 6角形×8  メディアル20面体
32  0.089493  5角形×12, 6角形×20  切頂20面体(サッカーボール)
42  0.090565  5角形×12, 6角形×30  切稜12面体
∞  0.09403160 = 1/(6√π)       球
φ = (1+√5)/2 = 1.61803398875 (黄金比)
URLリンク(www.jstage.jst.go.jp)

1002:132人目の素数さん
19/01/16 07:54:30.43 h759beZ/.net
>>949
こちらの計算した値は以下:
f   V/S^{3/2}
4    0.051700269950116645   正4面体
6    0.068041381743977170   立方体
8    0.074344868093229974
10   0.078734752898039745
12   0.081688371824182551   正12面体 
14   0.083349245941114841
16   0.084742718358283536
20   0.086626966830007951   切頂20面体(サッカーボール)
32   0.089493100466131958
42   0.090574499972086386 (切稜12面体=0.090566239172274965)
正多面体とサッカーボール以外では値が多少違っているような。
精度の問題でしょうかね。

1003:132人目の素数さん
19/01/16 08:06:26.75 h759beZ/.net
>>950
>20   0.086626966830007951   切頂20面体(サッカーボール)
>32   0.089493100466131958
サッカーボールは32面体のほうです。
20   0.086626966830007951   メディアル20面体
32   0.089493100466131958   切頂20面体(サッカーボール)
なお、f=20はメディアル20面体には違いないですが、ゴールドバーグ論文のXX-1(1,3,3,(6),3,3,1)やXX-2(1,6,6,6,1)とは異なり
たぶん 2,2,(4),(2,2),(4),2,2 で表されているものに近いのではないかと思います。

1004:132人目の素数さん
19/01/16 09:10:48.89 0Pwa3p0Q.net
>>947-948
んなわけねーじゃん

1005:132人目の素数さん
19/01/16 09:49:45.32 495Sh82t.net
>>946
零行列 A=O は冪零行列のひとつである.
これと A^p=O を比較して p=1.
>>948 が正解.

1006:132人目の素数さん
19/01/16 15:42:04.04 S1Sxn+2y.net
>>951
化学式みたいにして多面体を表す方法があるんでしょうか

1007:132人目の素数さん
19/01/17 01:39:36.05 w+hJ6CW4.net
>>950 >>951
 修正乙
>>949
5  0.059698329545752329 = 1/{9√(2√3)}
       正3角形プリズム、(正3角形の辺)/(高さ) = tan(π/3) = √3
7  0.071398254996602697 = (1/15)√{(5/6)cot(π/5)} 
       正5角形プリズム、(正5角形の辺)/(高さ) = tan(π/5)
9  0.076900
10  0.078734752898039745  4角形×2, 5角形×8  (Siフラーレン)
12  0.081688371824182551 = φ^{7/4} /(6(√3)・5^{5/8}) 正12面体 
17  0.085206
cot(π/5) = φ^{3/2} / 5^{1/4} = 1.37638192
φ = (1+√5)/2 = 1.61803398875

1008:132人目の素数さん
19/01/17 02:20:36.38 UEm1182L.net
ABを直径とする半径5[km]の円形の湖がある
この湖の水質は一様ではなく、
円の中心からr[km]離れた場所では時速r[km/h]までのスピードでしか泳げない
AからBまで泳ぐときの最短時間を求めよ

1009:132人目の素数さん
19/01/17 05:24:35.17 w+hJ6CW4.net
5π時間?
極座標系で、log(r) 対 θ のグラフを描いてみる…

1010:132人目の素数さん
19/01/17 06:19:24


1011:.09 ID:w+hJ6CW4.net



1012:132人目の素数さん
19/01/17 07:10:26.91 w8EhBaN/.net
>>957
不正解
少なくとも円周上を泳げばπ時間で泳げる

1013:132人目の素数さん
19/01/17 08:02:19.87 5Ku0kPJA.net
>>954
ゴールドバーグの記法によると、
「まず適当な回転対称軸を取って上下方向を決め、各面の中心が位置する高さが同じものの枚数を数えて列挙する」
というやり方らしい。
この方法では、最初の軸の取り方によって、違う表現になったりするので注意が必要。
例えば、正三角柱は、三角形の面を下にして置けば 1,3,1 であるし、四角形の面を下にして置けば下から 1,2,2 となる。
また、ゴールドバーグ記法だと、数字の表しているものが何角形か明記されないところが分かりにくいと思われるので、
3〜7角形の面にt,q,p,x,hのアルファベットを付けて表してみる。特に正多角形の面は大文字で表す。
先の正三角柱の例は、T1,q3,T1 または、q1,T2,q2 のような表現となる。
f   V/S^{3/2}
4    0.051700269950116645   T1,T3 (正四面体)
5    0.059698329545752329   T1,q3,T1 (正三角柱)
6    0.068041381743977170   Q1,Q4,Q1 (立方体)
7    0.071398254996602697   P1,q5,P1 (正五角柱)
8    0.074344868093229974   q2,p2,p2,q2
9    0.076898933926867766   p3,q3,p3
10   0.078734752898039745   Q1,p4,p4,Q1
11   0.080055026399577983   x1,(q2+p4),p2,p2
12   0.081688371824182551   P1,P5,P5,P1 (正十二面体)
13   0.082432267303420834   q1,(p2+x2),p4,p2,p2
14   0.083349245941114841   X1,p6,p6,X1
16   0.084742718358283536   x1,p6,(p3+x3),p3
17   0.085264872589057683   x1,(p4+p2),(p2+x4),p2,p2
20   0.086626966830007951   x2,(p2+p4+x2),(x2+p4+p2),x2
32   0.089493100466131958   P1,x5,P5,x5,x5,P5,x5,P1 (切頂20面体)
33   0.089603827451613424   p1,x5,p5,x5,(x4+h1),p5,(x4+p2),x1
42   0.090574499972086386   P1,x5,x5,p5,x10,p5,x5,x5,P1

1014:132人目の素数さん
19/01/17 08:04:55.11 5Ku0kPJA.net
>>960
f=32の切頂20面体の六角形の面は正六角形ではないことに注意。
2種類の長さの辺を持つ内角120°の六角形で、辺の長さの比は sin24°:sin36°=(√(3+6/√5)-1)/2:1≒0.692:1
f=33は回転対称ではない。切頂20面体のひとつの六角形を五角形2つに分割したもので、新しくできた稜の両端に接する面の角も一つずつ増える。
f=42は、切稜12面体(P1,x5,x5,P5,x10,P5,x5,x5,P1)の上半分(,P5,x5,x5,P1)を10分の1周だけ回転させて組み合わせた形になる。

1015:132人目の素数さん
19/01/18 01:44:16.89 SClQ+Kbh.net
(f=32 の参考に)
 
フラーレン分子C_60
「C_60には90本のC-C結合があるが、そのうちPを形成している60本は 1.458Å、2つのhに共有される残り30本は 1.401Åの長さを持つことが知られている。」(比は 0.961)
藤田、吉田、大澤:炭素, No.162, p.100-109 (1994)
H. Hedberg et al.: Science, 254, p.410 (1992)
URLリンク(www.jstage.jst.go.jp)

「C_60は立方晶系(等軸晶系)で、分子内での二つのhに共有されているC-C距離は 1.391Å、P内のC-C距離 1.455Åということからすると、・・・・」(比は0.956)
日本大百科全書(ニッポニカ)
URLリンク(kotobank.jp)フラーレン-164308

1016:132人目の素数さん
19/01/18 02:07:48.49 SClQ+Kbh.net
>>962
 hではなくxでござった....orz

1017:132人目の素数さん
19/01/18 06:06:10.47 ZOTcJQBl.net
ごめん>>956の問題だと結局円周が答えになってしまってつまらないので修正します
直径AB、半径5[km]の円形の湖がある
この湖の水質は一様ではなく、
円の中心からr[km]離れた場所では時速r[km/h]までのスピードでしか泳げない
ABを3:2に内分する点をPとしたとき、
AからPまで泳ぐときの最短時間を求めよ
まあでも>>957がほぼ答えなのですが

1018:132人目の素数さん
19/01/18 16:17:40.84 /XwlhYRA.net
>>960-961
P1,x5,x5,p5,x10,p5,x5,x5,P1と
P1,x5,x5,P5,x10,P5,x5,x5,P1
本質的に変わらんw
この書き方じゃ一意に決まらないんでは?

1019:132人目の素数さん
19/01/18 19:17:46.00 SClQ+Kbh.net
>>964
 log(r) = log(5)(1 - θ/π)
のコースだから
 (1/r)(dr/dθ) = - log(5)/π,
 √{π^2 + log(5)^2} 時間

1020:132人目の素数さん
19/01/18 21:14:26.42 Yq+h6qB0.net
>>966
おー正解です
対数螺旋が最短であることの証明は出来ますか?

1021:イナ
19/01/19 16:46:31.95 elTtnGN6.net
>>940
>>956円周を泳ぐと、
泳ぐ距離は10π/2
速さは5q/h
時間は、
(10π/2)÷5=π(時間)
ABを質量m(s)の人がまっすぐ泳ぐとき、
加速度-a(q/h)として、
エネルギー保存の法則より、
(1/2)m・5^2-m・a・5=0
a=2.5(q/h^2)
池の中心に達するまでの時間をt(h)とすると、
5t-(1/2)at^2=5
5t-1.25t^2=5
4t-t^2=4
t^2-4t+4=0
t=2
AB間は2t=4(時間)かかる。
AB間を池の端に中心とした半径5√2(q)の円弧を描くように泳ぐと、
加速度-b(q/h)として、
エネルギー保存の法則より、
(1/2)m・5^2-m・b・(2π/8)5√2=0
b=5√2(q/h^2)
中心に最接近するまでの時間をT(h)とすると、
5T-(1/2)bT^2=(2π/8)5√2
T-(1/2)(√2)T^2=(π/4)√2
T^2-T√2+π/2=0
判別式D=(√2)-4(π/2)
=2-2π<0
∴円周を泳ぐときがπ時間でもっとも速いと考えられる

1022:132人目の素数さん
19/01/19 18:00:57.45 qYdfMlDa.net
>>968
ABをまっすぐ泳ぐ場合は等加速度運動ではないのでそうはなりません
中心部では速度0なのでAからBまでまっすぐ泳げないというのが正しいです
それとそれだけでは他のあらゆるルートより短いことの証明にはなってません

1023:132人目の素数さん
19/01/19 18:04:54.38 qYdfMlDa.net
>>969
ごめんなさい
>中心部では速度0なのでAからBまでまっすぐ泳げないというのが正しいです
これは語弊がありました
正しくは中心部までにかかる時間が1/(5-x)の0から5までの積分で発散するので中心まで有限時間では辿り着けない
でした

1024:132人目の素数さん
19/01/19 18:14:38.16 EsplZJyO.net
>>965
やっぱり図示したほうがいいのかな
ゴールドバーグの示した切稜12面体がこちら
URLリンク(i.imgur.com)
で、問題の42面体がこちら。真ん中の部分を互い違いにして作る
URLリンク(i.imgur.com)
確かに表現が同じになってしまう。うまい表現方法はないものか。

1025:132人目の素数さん
19/01/19 19:12:35.16 uabyqitc.net
>>968
急がば回れ
>>969
極座標系で、log(r) 対 θ のグラフを描いてみる…
>>971
上半分と下半分の境界は正10角形?

1026:132人目の素数さん
19/01/19 19:16:06.14 uabyqitc.net
>>971
 いや星形20角形?

1027:イナ
19/01/19 19:36:28.31 elTtnGN6.net
>>968
>>969中心とおるコースだと、中心で永遠に泳ぎつづけることはわかりました。
結局π時間で正解ですか?

1028:132人目の素数さん
19/01/19 19:50:11.57 X9Bj3NZe.net
>>974
>>956の問題ならπ時間で正解です

1029:イナ
19/01/19 20:15:27.60 elTtnGN6.net
_____」前>>974
( -~-)正解できて
zz∪∪うれしいです。
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄]

1030:132人目の素数さん
19/01/19 20:44:43.28 EsplZJyO.net
>>973
そうですね。
中心の5角形と、それに隣接する6角形×5、さら


1031:ノそれらに隣接する10枚の面をまとめて180度反転して図を作っています。



1032:132人目の素数さん
19/01/20 17:45:48.59 wH8qpdgE.net
>>971
topologicalな構造のみを考えればいいんだから、単純に前の階層に隣接する面を右回りに列挙して表示すればいいだけじゃないかな?
一意な表現にしたければ各階層の起点はこれ、と決めてしまえばいい。
たとえば、真ん中の5から始めて、それを取り囲む面を次の階層としたとき、
各階層の12時の方角にあるものを起点とすると、
上の図では、5角形、6角形、5角形、稜、6角形、稜、5角形が起点
下の図では、5角形、稜、6角形、稜、6角形、稜、5角形が起点となる
そうすると、稜を縦棒で表すとして、
上の図は 5,66666,5656565656,|6666666666,6565656565,|66666,5
下の図は 5,|66666,6565656565,|6666666666,6565656565,|66666,5
みたいにすればよくないかな?

1033:132人目の素数さん
19/01/21 02:24:43.78 0Mn8D/WQ.net
自然数から自然数への関数 y = f(x) を
y = x + a + (~b & (b-1))
で定義する。ただし、a および b は
x = a*(2*b-1) ; aは1,2,4,8,...のように2の冪で表せる数、bは自然数
で定まるものとする。
尚、 “~” は 否定 NOT 、 “&” は 論理積 AND を表す。

f(10)=f(2*5)=10+2+(~3 & 2)=12+(~[11] & [10])=12+([00] & [10])=12
f(11)=f(1*11)=11+1+(~6 & 5)=12+(~[110]&[101])=12+([001]&[101])=13
f(12)=f(4*3)=12+4+(~2&1)=16+(~[10]&[01])=16+([01]&[01]=17=f^2(10)
f(13)=13+1+(~7&6)=14=f^2(11)
f(14)=14+2+(~4&3)=19

問題1:f^10(10)を求めよ
問題2:f^m(n)=2019 となる (m,n)のうち、m+nを最小にする(m,n)を求めよ
問題3:f^m(n)=20190121 となる (m,n)のうち、m+nを最小にする(m,n)を求めよ

1034:132人目の素数さん
19/01/21 07:06:24.75 s0Etp/8a.net
ある私立医大の合格者の偏差値の平均値はm、標準偏差は10の正規分布であるとする。
合格者のうち成績上位70%は入学を辞退し下位30%の合格者が入学する。入学者の偏差値の平均値をmaとする。
m - maを算出せよ。

1035:132人目の素数さん
19/01/21 15:13:14.71 5XDj55BD.net
>>980
f(x) = 1/{σ√2π)} exp[-(x-m)^2/ 2σ^2],
下位30% ・・・・ 偏差値(m-0.5244σ)以下
f(x)
ma = ∫[-∞, m-0.5244σ] x・f(x) dx } / ∫[-∞, m-0.5244σ] f(x) dx{
 = m + ∫[-∞, m-0.5244σ] (x-m) f(x) dx / 0.3
 = m + (σ/√2π)∫[-∞, -0.5244] t・exp(-tt/2) dt / 0.3
 = m + (σ/√2π) [ -exp(-tt/2) ](t=-∞, -0.5244) / 0.3
 = m + (σ/√2π) [ -0.8715 / 0.3 ]
 = m - 1.159σ
 = m - 11.59

1036:132人目の素数さん
19/01/21 16:39:11.45 iPiFil5w.net
>>979
問題1
48
問題2
(10,1991)
問題3
(13,20190087)

1037:132人目の素数さん
19/01/21 17:23:46.15 7LmgaDJL.net
>>981
正解。
偏差値平均の差はmの値には依存しない。
虚飾値=合格者の偏差値 - 入学者の偏差値
と定義して、辞退率と虚飾値の関係をグラフにすると

URLリンク(i.imgur.com)

1038:132人目の素数さん
19/01/21 17:37:33.47 LMGU6ueJ.net
>>979
問題2は (m, n)=(155, 255) かな
f(x) は x の2進数表記と 1 の数が同じものを
小さい順に並べたとき、x の次を表す
2019=[1 11111 00011] は 1 が 8 個だから
255=[111 11111] まで遡ることができる

1039:132人目の素数さん
19/01/21 17:53:30.76 iPiFil5w.net
記号の意味を一部取り違えてました
悲しい

1040:132人目の素数さん
19/01/21 19:52:05.09 0Mn8D/WQ.net
>>982
問題1:関数を順次作用させていくと、
10,12,17,18,20,24,33,34,36,40,48,65,66,...
という整数列が得られます。
先頭の10を第一項とすると、そこから10項目の第11項は48。正解です。
この数列を見て、何かに気づかないかな? というのが狙いでした。
問題2、3は残念ながら最小ではないので不正解です。
>>984
正解。関数の「意味」も、ご指摘の通りです。
任意の二つの自然数が、この関数で結びつくかどうかは、二進数に直して、1の数を数えれば判断できます。
結びつくことがわかった場合、その距離をどのように計るか? それを考えるための問題が2と3です。
この関数をプログラム化するのは、ビット演算可能な言語なら簡単にできます。
実際に繰り返し関数を適用すれば、問題2は簡単に答えにたどり着くだろうけど、
問題3は困難だろうと思い採用した数字でした。しかし、実際にコード化し試したところ一瞬でした。
というわけで、問題3も、プログラム的解法が可能です。が、非プログラム的解法を期待します。

1041:132人目の素数さん
19/01/21 23:59:47.32 iPiFil5w.net
(3061558,2047)

1042:132人目の素数さん
19/01/22 00:04:54.96 VZNVWJP7.net
古典クイズ
沢山の宝石がある。宝石には穴が空いており、全ての宝石は一本の長い紐に通されて一直線に並んでいる。
また、宝石はn種類あり、各種類の宝石の個数は様々であるが全て偶数個であることは分かっている。
紐を何回か切断しいくつかの塊に分けることで、紐から宝石を外すことなく2人の人間で宝石を分けることを考える。
このとき、宝石の個数や並びに関わらず、n回切断することで常に均等に宝石を分けられることを示せ。

1043:132人目の素数さん
19/01/22 02:32:35.40 iC4qDyjQ.net
>>987
正解
20190121=[1001101000001001110101001]。二進数で25桁、1の数が11。これが、20190121の属性。
2^11-1=2047=[11111111111]を起点にすると、m+n を最小にできる。
[11111111111]を一番目とすると、24桁の最大数[11111111110000000000000]は、C[24,11]=2496144番目。
この数にもう一度関数を作用させると、25桁の最小数[1000000000000001111111111]になる。
この「何番目」という指標と、関数の作用回数は、1ずれていることに注意すると、
[11111111111]に、C[24,11]回、関数を作用させると、最上位の桁=2^24の位に1を立て、
残りの1をすべて下位の桁に押し込んだ[1000000000000001111111111]を得られることが判る。
同様に、1が10個並んだ状態[1111111111]に、C[21,10]回作用させると、22桁の最小数 
[1000000000000111111111]になる。スタート地点が[1000000000000001111111111]だったら、
[1001000000000000111111111]となるが、上位3桁に影響はない。
つまり、[11111111111]=2047を[1001101000001001110101001]に到達させるためには、
C[24,11]+C[21,10]+C[20,9]+C[18,8]+C[12,7]+C[9,6]+C[8,5]+C[7,4]+C[5,3]+C[3,2]
=3061558回、関数を作用させればよい。
URLリンク(codepad.org)

1044:132人目の素数さん
19/01/22 02:45:12.76 VZNVWJP7.net
>>989
ほとんど同じ考え方で計算してました
さすがにC[24,11]+C[21,10]+……C[3,2]の計算はパソコンを使いましたが

1045:132人目の素数さん
19/01/23 07:53:49.36 0KQkAS3a.net
>>955
(f=10 の参考に)
シリコンフラーレン分子Si_16
Q,p4,p4,Q
Qの1辺       2.34Å
pp境界(Qに接触) 2.25Å
pp境界       2.28Å 
各8稜
V.Kumar, C.Majumder & Y.Kawazoe:


1046:Chem. Phys. Lett., Vol.363, Iss.3/4, p.319-322 (2002/Sep) (東北大・金材研の川添教授) シリコン単結晶  2.3513Å



1047:132人目の素数さん
19/01/23 10:11:16.98 eeoGrxts.net
>>991
このスレの>>32に貼られてる10面体がそれでしょうか
長さについては多少違うようですが

1048:132人目の素数さん
19/01/23 10:34:36.27 EtY2cbZ8.net
ゼビスポモールのセールいいね

1049:132人目の素数さん
19/01/24 02:53:29.97 S+8K9oB5.net
〔V/S^(3/2)の最大値〕(等周定数?)
出題  26:420
計算実験  26:642  >>945 >>950-951 >>960-961 ほか
立体図  >>32 >>971 ほか
まとめ? 26:444、447、647 >>955 ほか

1050:132人目の素数さん
19/01/24 03:29:29.00 S+8K9oB5.net
次スレ
面白い問題おしえて〜な 29問目
スレリンク(math板)

1051:132人目の素数さん
19/01/24 20:09:50.53 dwNpxdgb.net
>>995
うむ大義であった。

1052:132人目の素数さん
19/01/25 02:50:08.43 PhzqWDq+.net
これ面白い
2の間隔の正方形を作り点をABCDとしたよ。
辺ABの上に点Pを取り、辺AP=BP=√2としたよ。
1)この時、Pを含めた5角形APBCDの周長さはいくつかな?
2)点Pを(1)の周長を変えないように点B点Dの延長線上となるように点Pを動かしたよ。
その結果四角形APCDとなったよ。
この時の点DP間の長さはいくつかな?
3)点Pが(2)の状態にある時、点P1とし、(1)の周長を崩さぬように点Pを動かしまた点BDの直線上に動かしその点をP2としたよ。
点P1→点P2動いた時間はいくつ?
なお、動かした時間は1につき1secとするよ。
4)動かした点Pの軌道をグラフに描く。
点P1が(0,0)を通るように上に凸で書いたよ。
次に(x,y)=(2,0)を中心とし(0,0)を通る半円を書き足したよ。
軌道と円で囲まれてる所の面積はいくつかな


1053:132人目の素数さん
19/01/25 03:40:28.47 dfwh8WQW.net
>>945
「メディアルf面体」
  5 - 12/f < k < 7 - 12/f なるk角形からなるf面体。
  f≧12 のときは 5角形×12,6角形×(f-12)
  fが12を割り切るときは全て(6-12/f)角形 (例:正f面体)

1054:132人目の素数さん
19/01/25 04:47:55.06 w6DbRDDH.net
>>998
5角形×12,6角形×1 で作られる多面体は、どんな形になりますか?

1055:132人目の素数さん
19/01/25 13:18:12.07 fIrAiYO+.net
不可能

1056:1001
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