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クイズ【4】
LAST UPDATE 2001-11-18

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【4】難易度★★★★ 出題日時:11月 5日(月)11時38分03秒、応募締切2001/11/12 6:00 
「一日一歩、三日で三歩、三歩進んで二歩下がる」という唄がありましたが、一周50歩の周回コースで、実際に実験してみました。Aさんは「三日目に一歩進んだ時、同時に二歩下がるべきだ」といい、Bくんは「四日目に二歩下がるべきだ」、Cさんは「四日目と五日目に一歩ずつ下がるべきだ」というので、それぞれのやり方でスタートしてもらいました。ある日、三人はケンカをしてしまい、そのうちの一人が翌日から逆方向に歩き出しました。すると365日目を終えた時点で、3人は同じところに立っていました。さて、逆方向に歩き出したのは誰で、ケンカをしたのは何日目でしょう。考えられる日をすべてご指摘ください。
※逆方向に歩き出したのが、誰かを正解されただけでも、2ポイント(★★)差し上げます。
【注釈】逆方向に進み始める時、歩の進め方は、通算日数に応じる場合と、新たに第一歩目から数える場合に分けて考えてください。

完全正解者・・・・なし
「誰か」の正解者・・・・じゃいママ▽・。・▽さん、ちくりんさん、Kubocchannさん
みこじさん、Kという同僚さん →2ptゲット(得点表)

解説と解答
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 この問題は、駅伝大会のの監察係をしながら原案を思いついた、kurochanのオリジナル問題です。正解を確認してから出題したつもりでしたが、kurochan自身に計算間違いがあり、注釈が必要となってしまいました。また、とても煩雑な問題で、申し訳ありませんでした。

一周50歩の周回コースですから、50個の地点に【1】〜【50】と名付けることにします。すると、

地点
【1】 【2】 【3】 【4】 【5】 【6】
A
1日目 2 (3)      
3 4 5 (6)    
  6 7 8 (9)  
    9 10 11 (12)
B
1日目 2 3      
4 5 6 7    
  8 9 10 11  
    12 13 14 15
C
1日目 2 3      
5 4        
  6 7 8    
  10 9      
    11 12 13  
    15 14    
      16 17

18


この表の赤い部分に注意してよく見ると、Aは3日おき、Bは4日おき、Cは5日おきに、1歩分進むことが分かります。365日目までケンカせずに、つまり逆方向に折り返さずに進むとすれば、それぞれ365日で進む歩数は

  Aさん・・・・365÷3=121 余り 2    よって121+2=123歩
  Bくん・・・・365÷4=91  余り 1    よって 91+1= 92歩
  Cさん・・・・365÷5=73  余り 0    よって 73+0= 73歩

一周50歩の周回コースですから、Aさんは2周と23歩目、Bくんは1周と42歩目、Cさんは1周と23歩目になります。AさんとCさんが同じ地点に立っていますから、ケンカして逆方向に歩き出したのはBくんだということが分かります。【ここまで正解で2ポイント】

では、3人がケンカをしたのは何日目かを考えましょう。翌日からBくんが逆方向に歩き出したわけです。ただし、逆方向へ歩き出すときのBくんの歩の進め方について、2つのパターンに分けて考えることにします。

【第1のパターン】通算日数に応じて歩を進めるパターン

次の表をよくご覧ください。

地点 【1】 【2】 【3】 【4】 【5】       【47】 【48】 【49】 【50】
1日目にケンカ 1                   3 2
4                 7 6 5
                11 10 9 8
                14 13 12  
2日目にケンカ 1 2                    
3                      

6

5 4                 7
9 8                 11 10
12                 15 14 13
3日目にケンカ 1 2 3                  
  7 6 5 4              
11 10 9 8                
14 13 12                  
4日目にケンカ 1 2 3                  
4                 7 6 5
                11 10 9 8
                14 13 12  

5日目にケンカ

4 5                    
6                     7
9 8                 11 10
12                 15 14 13


4日目に2歩さがるという歩き方をするため、1日目にケンカしても4日目にケンカしても同じ地点に立っていることになりますね。また、4日サイクルで1歩分進むのですから、ケンカをするのが4日遅くなると、その4日で進んだ1歩と、その1歩分を逆方向に戻るために必要な1歩分の合わせて2歩分、逆方向への進度が遅れることになります。

では、χ日目にケンカをした時、Bさんが365日で進むのは何歩でしょうか。
ケンカをした日が含まれる4日サイクルと、その前後のサイクルに分けて計算しましょう。まず、

 ケンカした日を含む4日サイクルで進む歩数・・・・A
 その直前までの4日サイクル数・・・・B

とします。そして365日は、91回の4日サイクルと1日ですから

 ケンカしたのが364日目までの場合は、直後からの4日サイクル数=90−B となり
  365日で進む歩数=B+A−(90−B)−1=2B+A−91・・・・�@
 ケンカしたのが365日目の場合は、A=1、B=91ですから
  365日で進む歩数=B+A=92・・・・�A

となりますね。ここで少し注意すると、2Bは常に偶数、Aは上の表で明らかなように、1、3、5のいずれかになるので常に奇数ですから、�@は常に偶数になり、�Aも偶数です。1周50歩の50も偶数ですから、Bくんが何日目にケンカをしても、365日目に立っている地点は偶数番目の地点になります。Aさん、Cさんがたどり着く23歩目地点には、絶対にたどり着かないということになります。

【第2のパターン】逆方向に進み始める時、第1歩目から数えるパターン

 ケンカした日までに進んだ歩数+翌日から逆方向に歩いた歩数

を計算すればいいわけですが、【第1のパターン】で考えたのと同じく、

 ケンカした日を含む4日サイクルで進む歩数・・・・A
 その直前までの4日サイクル数・・・・B

とします。ただし、翌日から逆方向に歩いた歩数は、次のように分けて考える必要があります。
 365日は91個の4日サイクルと1日である
 4日サイクル1日目には1歩進んだ地点へ
        2日目には2歩進んだ地点へ
        3日目には3歩進んだ地点へ
        4日目には1歩進んだ地点へ、と歩を進めている

ことになるので、

 ケンカしたのが4日サイクルの
   1日目の場合、逆方向へ進んだ歩数は(91−B)歩・・・・�B
   2日目の場合、逆方向へ進んだ歩数は(90−B)+3歩・・・・�C
   3日目の場合、逆方向へ進んだ歩数は(90−B)+2歩・・・・�D
   4日目の場合、逆方向へ進んだ歩数は(90−B)+1歩・・・・�E

となり、式を立てると、Bくんが365日目にたどり着く地点は

   �B・・・・B+1−(91−B)=2B−90・・・・常に偶数
   �C・・・・B+2−(90−B)−3=2B−91
   �D・・・・B+3−(90−B)−2=2B−89
   �E・・・・B+1−(90−B)−1=2B−90・・・・常に偶数

となります。�B�Eは常に偶数となるので除外して、�C�Dで23歩目の地点に一致するのは

   �C・・・・2B−91=23  →  2B=114   従って  4B+2=230日目
   �D・・・・2B−89=23  →  2B=112   従って  4B+3=227日目

1周50歩の周回コースですから、同じ23歩目の地点にたどり着くには、50歩きざみで増減してもいいわけですから、365日の範囲に含まれるのは

   �C・・・・2B=14、64、114、164   つまり  30日目、130日目、230日目、330日目
   �D・・・・2B=12、62、112、162   つまり  27日目、127日目、227日目、327日目

が考えられます。これが、ケンカしたと考えられるすべての日です。(2001/11/10・11筆)