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1 君はこの難問をいくつ解けるか? 問題 1 これは 2018 年 1 月に香港の日本人学校の小学 1 年生に出された宿題です きまりをみつけてピラミッドをかんせいさせよう 問題 2 10 チームがしゅつじょうするサッカーのトーナメントがあります ゆうしょうするまで ぜんぶでなんしあいあるでしょうか 4 チームしゅつじょうするときは 3 しあいです 問題 3 したの8まいのなかから3まいとって ごうけいが15になるようなカードをとりましょう カードは1かいしかつかえません 5,13,12,4,8,3,10,9 問題 4 右のしかくのなかに しかくはいくつかくれているでしょう 問題 5 いたろうくんのいえからがっこうへ行くほうほうはなんとおりあるでしょう いいちばんちかみちで行ってください がっこう たろうくんのいえ 問題 6 いろ 色を 4 つよういしましょう となりのマスとおなじいろにならないように色をぬりましょう 問題 7 てんせんせん 点を線でむすぶと なんぼんの線がひけますか? 問題 8 のぶちゃんは じゃんけんゲームをしました か グーで勝つとおはじきを 2 こ パーとチョキで勝つとおはじきを 1 こもらいます じゃんけんをして 6 かい勝ち おはじきを 10 こもらいました か か グーで勝ったのはなんかいですか? あいこはかんがえません いろ か 3 4

2 問題 9 あるくみのにんずうは29 人です せのじゅんに1れつにならぶと のりちゃんはまえから 20ばんめ たかちゃんはうしろから20ばんめです のりちゃんとたかちゃんのあいだにいる人はなんにんですか? 問題 10 ず かみ せん 図のスタートから えんぴつを紙からはなさずにぜんぶの線をなぞって てん かい せん かい いゴールまで行きましょう の点はなん回とおってもいいですが 線は1 回しかとおれません おまけ い じろうくんのいえからこうえんへ行くほうほうはなんとおりあるでしょう いいちばんちかみちで行ってください こうえん じろうくんのいえ 問題 1 きまりをみつけてピラミッドをかんせいさせよう では これは? 問題 1 きまりをみつけてピラミッドをかんせいさせよう 問題 2 10 チームがしゅつじょうするサッカーのトーナメントがあります ゆうしょうするまで ぜんぶでなんしあいあるでしょうか ここにちゅうもく! したの 2 つをたすとうえのかずになるね では これは? したの 2 つのひきざんをするとうえのかずになるね ( したの右とその左上をたすとしたのひだりのかずになるよ ) ヒント1 トーナメントのえをかいてみよう えのかきかたでしあいすうがかわるかな? ヒント2 しあいのばんごう のところにまけたチームをのこしてみると ゆうしょうチームいがいは しあいのばんごうのところにのこります だからしあいのかずとまけたチームのかずはおなじです 5 こたえ 9しあい では 30 チームがさんかしたら ゆうしょうするまでになんしあいあるでしょうか? こたえ 29 しあいおうよう 15 チームがさんかするトーナメントがあり 3 チームでしあいをして 1 チームだけがかち上がるとき 15 チームがさんかしたときのしあいすうは? 7 8

3 高校生以上へゲームのトーナメントと木 (1) 高校生以上へゲームのトーナメントと木 (2) 高さ は 分木 子供がたかだか 人の木を 分木という 葉以外を内点というを頂点とか節 ( ノード ) という 頂点の個数を位数という を辺という 正則とはどの内点も子供の人数が等しいこと 問題 : チーム参加の野球の試合で 優勝までに最短で何勝する必要があるか? 9 10 高校生以上へゲームのトーナメントと木 (3) 木の頂点の集合を とし, その個数を で表すとき, (1) (2) 問題 3 したの 8 まいのなかから 3 まいとって ごうけいが 15 になるようなカードをとりましょう カードは 1 かいしかつかえません 5,13,12,4,8,3,10,9 こたえ すぐにパッとわかった人もいたでしょう でも こたえはきみがこたえたくみあわせだけですか? これがだいじ! では 3まいとりだすとりだしかたをぜんぶしらべましたか? とりだしかたはぜんぶでなんとおりありますか? じつはとりだしかたは 56とおりもあり ごうけいが15になる3まいは 1くみしかありません つまり こたえは1つだけです (3) 11 12

4 5, 13, 12, 4, 8, 3, 10, 9 8 個 このシートは高校生以上順列と組合せ は和が15を超えるので それ以上の選択をやめている 8 個から 3 個選ぶ選び方 最初の選び方 8 通り 2つ目の選び方 7 通り 3つ目の選び方 6 通り でも どの 3 個の組 ( 例えば 4,5,8 4,8,5 5,4,8 5,8,4 8,4,5 8,5,4 は ) も 3!=6 通り重複して数えられている (8 7 6) 6 = 56 通り 順列 個のものから 個を取り出し並べたもの ( 同じ 個でも並び順が違えば違うものである ) P 組合せ 個のものから 個を取り出したもの ( 並び順は考慮しない ) C!!!!!! 1, 2, 3 から 2 個を取り出す順列は 1 2, 1 3, 2 1, 2 3, 3 1, 3 2 1, 2, 3 から 2 個を取り出す組合せは 1 2, 1 3, 2 1, 2 3, 3 1, 3 2 2! 個 1 2 と 2 1, 1 3 と 3 1, 2 3 と 3 2 が重複している 問題 4 下のしかくのなかに しかくはいくつかくれているでしょう 問題 4 下のしかくのなかに しかくはいくつかくれているでしょう どのようにかぞえますか? けいとうてきにかんがえよう! 2. 小さいしかくからじゅんにかぞえる 1. 大きいしかくからじゅんにかぞえる こたえ 9 こ こたえ 9 こ 15 16

5 問題 5 たろうくんのいえからがっこうへ行くほうほうはなんとおりあるでしょう いちばんちかみちで行ってください おまけ じろうくんのいえからこうえんへ行くほうほうはなんとおりあるでしょう いちばんちかみちで行ってください いちばんちかみちで行ってください 左か下へしか行かない下へなんかい行きますか? 3かい左へなんかい行きますか? 1かいだけどこで左へ行きますか? 1のところ あとは下へ3かい行くしかない 2のところ 下へ1かい行ってから. あとは下へ2かい行くしかない 3のところ 下へ2かい行ってから. あとは下へ1かい行くしかない 4のところ 下へ3かい行ってから 1 たろうくんのいえ 2 こたえ 4 とおり がっこう 3 4 いちばんちかみちで行ってください 左か下へしか行かない 下へなんかい行きますか? 左へなんかい行きますか? 3かい 2かい どこで左へ行きますか? 1のところ 問題 5でしらべた から4とおりの行きかたがある 2のところ から3とおりの行きかたがある 3のところ から2とおりの行きかたがある 4のところ から1とおりの行きかたがある ごうけいで =10 とおりの行きかたがある こうえん じろうくんのいえ このシートは高校生以上重複を許す順列 個のものの中に 種類のものがあり 同じ種類のものがそれぞれ 1 個 2 個 個あるとき ( 1 2 ) この 個の中から 個を取り出して並べる並べ方 ( 順列 ) は 通りである.!!! 個がすべて異なるとしたときの並べ方の総数 個の並べ方 (! 通り ) それぞれを並べ替えたものは P において重複してカウントされているので! で割る必要がある おまけの問題では 左 が2 個 下 が3 個 合計 5 個だから! 10 通り!! 問題 6 色を 4 つよういしましょう となりのマスとおなじいろにならないように色をぬりましょう 4つの色をぜんぶつかわないといけないの? このようにぬりたくなるよね もっとすくない色でぬれるよねこれなら色は2つですむよ でも これでは色が 5 つひつようだね では こうすればいいけど 19 20

6 このスライドは高校生以上 4 色定理 2 色で塗れるのに 先生はなぜ 4 色で塗ることを求めたのだろう? 問題を易しくしようとしたのかもしれないし次の定理を念頭に置いていたのかもしれない 4 色問題 1976 年に解決されるまで 120 年にわたって解けなかった難問 問題 7 てんせん点を線でむすぶと なんぼんの線がひけますか? 考え方 1 1~8 それぞれの点にじぶんいがいの点のかずだけおはじきをおこうおはじきはぜんぶでなんこになるかな? 56 こ 定理 (4 色定理 ) 任意の平面グラフは 4 色で彩色可能である. 4 色必要 平面グラフ領域領域が 彩色可能 どの辺も交差しないように平面上に描くことができるグラフ 辺で囲まれた部分 隣接する領域が異なる色となるように すべての領域を 色で塗ることができること 問題 7 てんせん点を線でむすぶと なんぼんの線がひけますか? 問題 7 てんせん点を線でむすぶと なんぼんの線がひけますか? 考え方 1 1~8 それぞれの点にじぶんいがいの点のすうだけおはじきをおこうおはじきはぜんぶでなんこになるかな? 56こ 線を 1 ほんひいたら そのりょうたん ( りょうほうのはしっこの点 ) から 1 つずつおはじきをとろう (1 ほんの線ごとに 2 つおはじきがなくなるね ) 考え方 2 1 からはなんほん線がひけるかな? 2 からはなんほん線がひけるかな? 8 からはなんほん線がひけるかな? ごうけいすると 7ほん 7ほん 7ほん 56ほん なんほん線をひいたらぜんぶのおはじきがなくなるかな? 56 のはんぶん =28 ほん でも 1 からひいた線はどれもあいての点からひいた線とにじゅうにかぞえることになるよだから はんぶんにしよう 28ほん 23 24

7 このシートは高校生以上 個から 2 個を取り出す組合せの数 個の点の中から 2 つの点を選んで線を 1 本引く = 個から 2 個を取り出す 線の本数 = そういう組合せの個数 = C 2 問題 3 点を選んで三角形を描くとき 三角形はいくつできるか? C 3 個!! 問題 8 のぶちゃんは じゃんけんゲームをしました グーで勝つとおはじきを2こ パーとチョキで勝つとおはじきを1こもらいます じゃんけんをして 6かい勝ち おはじきを10こもらいました グーで勝ったのはなんかいですか? グーもパーもチョキも1かい勝つとおはじきを1こもらえるとすると 6かい勝つと おはじきはなんこもらえますか? 6こ おはじきは10こもらったので なんこたりない( そんをしている ) ですか? 4こ ほんとうは グーで勝つとおはじきは2こもらえたので 1こしかもらえないとしたとき 1こ 1かいのじゃんけんでなんこそんをしていますか? ということは 4こそんをしているのだから グーでなんかい勝ったのでしょう? 4 かい 問題 9 あるくみのにんずうは29 人です せのじゅんに1れつにならぶと のりちゃんはまえから20ばんめ たかちゃんはうしろから20ばんめです のりちゃんとたかちゃんのあいだにいる人はなんにんですか? えをかいて かんがえよう たかちゃんは まえからなんばんめですか? ばんめのりちゃんとたかちゃんのあいだにはなんにんいますか? 人 10 問題 10 図のスタートから えんぴつを紙からはなさずにぜんぶの線をなぞってゴールまで行きましょう の点はなん回とおってもいいですが 線は1 回しかとおれません をつうかするときはいる でるで 線が2ほんつかわれるということは せんが2ほんある点は 1かいだけつうかするせんが4ほんある点は 2かいつうかする線が 3ほんや 5ほんの点は はいる+でるいがいに はいるだけ またはでるだけ を1かいするのに1ほんの線をつかう 線をなぞりはじめる点か などりおわる点にすればよい 27 28

8 このシートは高校生以上一筆書きとオイラーの定理 (1) ケーニヒスベルクの橋の問題 L. オイラー (1736 年 ) このシートは高校生以上一筆書きとオイラーの定理 (2) すべての橋を 1 回ずつ通って 出発点へ戻ってこれるか? このグラフを一筆書きすることと同値 オイラー道 オイラー閉路 一筆書きする道順 ( 出発点にもどってこなくてもよい ) 一筆書きして出発点に戻ってくる道順 奇頂点接続している辺が奇数本の頂点偶頂点接続している辺が偶数本の頂点 連結すべての頂点が辺でつながっていること多辺グラフ 2 頂点間に2 本以上の辺があってもよい このシートは高校生以上一筆書きとオイラーの定理 (3) このシートは高校生以上 筆書きに一般化する 適当に行ける所まで行く 行き詰まった1 残った部分を また 行き詰まった2 適当に行ける所まで行く 残った部分を 適当に行ける所まで行くとすべてたどり終わった 3 逆にたどって全ルートを求める 2 に 3 を埋め込む =4 1 に 4 を埋め込むと全ルートが求まる 31 32

0. かけ算 () かけ算の 式にかいて求める問題 ざん かけ算のしきにかいて答もとめましょう ほんすう 本の ばいの本数 こたえを の段の九九の適用題 はこにキャラメルが こはいっています はこではキャラメルはなん何こになりますか = 本 にんずう 6 人の ばいの人数 = 0 6 = 0 0 人

0. かけ算 () かけ算の 式にかいて求める問題 ざん かけ算のしきにかいて答もとめましょう ほんすう 本の ばいの本数 こたえを の段の九九の適用題 はこにキャラメルが こはいっています はこではキャラメルはなん何こになりますか = 本 にんずう 6 人の ばいの人数 = 0 6 = 0 0 人 の段の九九が使われる場面 9. かけ算 () こ = こ の段の九九の適用題 ざんこたかけ算のしきにかいて答えをもとめましょう つのふくろにあめが こずつはいっています なん 6 ふくろでは何こに ぶんの さら分 なりますか 6 = cm の 本分 ( 答え ) こ = cm の ばい の段の九九の適用題 たか 高さ cm のはこを 9 こつむと, ぜんぶで高さは何 cm になりますか まい = 0

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