問題・油が8L入った{直円筒型}の樽(A)がある。{一応容量は8Lで満杯とする}
・5L(B)と3L(C)の(直方体の)計量枡が1つづつあります。
・これらを使って4Lづつに分けてください。
・{油は容器にこびり付いたり、無駄にこぼれたり、計量時のロスはないものとします}
これらの手順ごとに番号をつけて答えてください。
解答例 Step1 ・・で・・・計る。A=xxL,B=xxL、C=xxL
step2 ・・・の油を・・・へ戻す。A=xxL,B=xxL、C=xxL
まじめに回答してくださった方には全員POINTを配分します。解き方は複数あると言うことなので、15歳以下の方は1つの解き方に対して10点(1回答で複数の解き方を書いても有効です。)16歳以上(または年齢不明)は5点のつもり。奇抜な回答をお待ちしてます
まじめでない回答や、「わからん」とか広告回答は無効回答として0点です。
(解法1)
Step1 AからCで3Lすくう。A=5L,B=0L,C=3L
Step2 CからBに3Lうつす。A=5L,B=3L,C=0L
Step3 AからCで3Lすくう。A=2L,B=3L,C=3L
Step4 CからBに入るだけうつす。するとBは5L入るので、あと2L入る。したがってCには1L残る。A=2L,B=5L,C=1L
Step5 BからAに5Lうつす。A=7L,B=0L,C=1L
Step6 CからBに1Lうつす。A=7L,B=1L,C=0L
Step7 AからCで3Lすくう。A=4L,B=1L,C=3L
Step8 CからBに3Lうつす。A=4L,B=4L,C=0L
(解法2)
Step1 Aは直円筒形の8Lで満杯になる樽なので、油面が注ぎ口と底面の対角線になるように傾け、Bに注げば、半分の4Lだけ注がれる。A=4L,B=4L,C=0L
ここに答えがあります。
http://www.museum.city.ichinoseki.iwate.jp/icm/06events/ws05q2_1...
操作する
回数
8リットルの
容器
5リットル枡
3リットル枡
説明
0回
8
0
0
容器に8リットルの油が入っている。
1回
3
5
0
容器から5リットル枡で油をくみ出す。
2回
3
2
3
5リットル枡から3リットル枡に入れる。
3回
6
2
0
3リットル枡の油を容器にもどす。
4回
6
0
2
5リットル枡の油を3リットル枡に移す。
5回
1
5
2
容器から5リットル枡に油を入れる。
6回
1
4
3
5リットル枡の油で3リットル枡を満たす。5リットル枡には4リットルの油が残る。
7回
4
4
0
3リットル枡の油を容器にもどす。
【解答例2】
操作する
回数
8リットルの
容器
5リットル枡
3リットル枡
説明
0回
8
0
0
容器に8リットルの油が入っている。
1回
5
0
3
容器から3リットル枡で油をくみ出す。
2回
5
3
0
3リットル枡から5リットル枡にうつす。
3回
2
3
3
再び容器から3リットル枡でくみ出す。
4回
2
5
1
3リットル枡から5リットル枡にうつす。3リットル枡に1リットル残る。
5回
7
0
1
5リットル枡の油を容器にうつす。
6回
7
1
0
3リットル枡にある油1リットルを5リットル枡に移す。
7回
4
1
3
容器から3リットル枡で油をくみ出す。
容器に4リットル残る。
8回
4
4
0
3リットル枡の油を5リットル枡に移すと4リットルずつに分けられる。
16歳以上と判断 5x2=10
まず、升で測れる量はその容積を1とした場合に1/2と1/3の容積も測ることが出来る。やりかたは以下のとおり。
この法則を使って以下のような組み合わせで4Lずつに分けることが出来る。
他にもありそうですがとりあえずこんなところで…。
少しあやまりがあるようですが(たとえば2行目 「容積の1/3の量」でなく「容積の1/8の量」ではないでしょうか?)
全て正しいとすれば5x6=30ですね。2行目と5行目が誤っているような気がしますが、私の不知かもしれませんので。
Step[n]後の状態を(A,B,C)で表すと、
[0] (8,0,0)
[1] (3,5,0)
[2] (3,2,3)
[3] (6,2,0)
[4] (6,0,2)
[5] (1,5,2)
[6] (1,4,3)
[7] (4,4,0)
これをx軸をB、y軸をCとして、グラフで表すと、原点からスタートして、(4,0)でゴール。
Start:(0,0)→(5,0)→(2,3)→(2,0)→(0,2)→(5,2)→(4,3)→(4,0):Goal
http://f.hatena.ne.jp/rsc96074/20100905011920
他の解は、(3,5,0)の状態を作ればいいので、たとえば、上のグラフで、まず、上に進んで、次のようなのはどうでしょうか。
(8,0,0)→(5,0,3)→(5,3,0)→(2,3,3)→(2,5,1)→(3,5,0)→
(3,2,3)→(6,2,0)→(6,0,2)→(1,5,2)→(1,4,3)→(4,4,0)
mkonomiさんからの指摘分を追加説明として 5x2=10 ですね。
①AからBへ2.5L(Bは傾けて対角線)
A=5.5L、B=2.5L、C=0.0L
②AからCへ1.5L(Cは傾けて対角線)
A=4.0L、B=2.5L、C=1.5L
③CからBへ1.5L
A=4.0L、B=4.0L、C=0.0L
(直方体の)計量枡の8個の頂点の3次元座標(x,y,z)を
以下のように表すことにする。
○(0,1,1) ○(1,1,1)
○(0,0,1) ○(1,0,1)
●(0,1,0) ●(1,1,0)
●(0,0,0) ●(1,0,0)
《仮定》
白丸○4つの正方形が開方面だとする。
《傾けて測るときは》
○(0,1,1)●(1,1,0)
○(0,0,1)●(1,0,0)
の正方形が水平になる様に傾けて入るだけ油を注ぐ。
実際的には升を水平のままで少し多めに入れて、
上記の様に傾けてあふれる分を元の樽へ戻す。
コメントでの申し出により0
複数回答の存在については
前記の私の方法で
・B、Cどちらに先にいれるかで2通り
・傾ける方向4通り(これは区別不要で問題外か)
①AからCへ1.5L(Cは傾けて対角線)
A=4.0L、B=2.5L、C=1.5L
②AからBへ2.5L(Bは傾けて対角線)
A=5.5L、B=2.5L、C=0.0L
③CからBへ1.5L
A=4.0L、B=4.0L、C=0.0L
コメントでの申し出により0
(解法1)
Step1 AからCで3Lすくう。A=5L,B=0L,C=3L
Step2 CからBに3Lうつす。A=5L,B=3L,C=0L
Step3 AからCで3Lすくう。A=2L,B=3L,C=3L
Step4 CからBに入るだけうつす。するとBは5L入るので、あと2L入る。したがってCには1L残る。A=2L,B=5L,C=1L
Step5 BからAに5Lうつす。A=7L,B=0L,C=1L
Step6 CからBに1Lうつす。A=7L,B=1L,C=0L
Step7 AからCで3Lすくう。A=4L,B=1L,C=3L
Step8 CからBに3Lうつす。A=4L,B=4L,C=0L
(解法2)
Step1 Aは直円筒形の8Lで満杯になる樽なので、油面が注ぎ口と底面の対角線になるように傾け、Bに注げば、半分の4Lだけ注がれる。A=4L,B=4L,C=0L
5x2=10
私のはじめにかんがえた(狙っていた)方法は(解法2)なので 開示後のコメントはここに書かせていただきます。
つまり、同じような問題でも、容器の「容量」や「形状」を決める事で「簡単に」ここでは「たった1手順」で求まる内容になると言いたかったのです。
もう出ちゃってるとは思いますが
a)Aの底面が見えるなら、底面が現れるまで傾けてBに入れると半量なので
0: A=8L B=0L C=0L
1: A=4L B=4L C=0L
b)BとCを斜めにすれば、1/2B=2.5L 1/2C=1.5L が量れるので
0: A=8L B=0L C=0L
1: A=5.5L B=2.5L C=0L
2: A=4L B=2.5L C=1.5L
3: A=4L B=4L C=0L
c)Cを45度斜めに持って傾けると、底面が1/2の三角錐で、1/6C=0.5L が量れるので
0: A=8L B=0L C=0L
1: A=3L B=5L C=0L
2: A=3L B=4.5L C=0.5L
3: A=3.5L B=4.5L C=0L
4: A=3.5L B=4L C=0.5L
5: A=4L B=4L C=0L
d)正攻法だと、B-Cで2Lを2回
0: A=8L B=0L C=0L
1: A=3L B=5L C=0L
2: A=3L B=2L C=3L
3: A=6L B=2L C=0L
4: A=6L B=0L C=2L
5: A=1L B=5L C=2L
6: A=1L B=4L C=3L
7: A=4L B=4L C=0L
あとは、b) c) d) の組合わせでたくさんできる。
e) b)とc)で
0: A=8L B=0L C=0L
1: A=3L B=5L C=0L
2: A=3L B=3.5L C=1.5L Cはb)法で
3: A=4L B=3.5L C=0.5L Cをc)法にして溢れた分はAに戻す
4: A=4L B=4L C=0L
5x5=25 tomotaka0310さんの所にも書きましたが、私のはじめに考えた方法は
「a)Aの底面が見えるなら、底面が現れるまで傾けてBに入れると半量なので」です。でも決してこれだけでなく「正攻法?」も知りたかった。
この方法だと、B,Cの形状の条件は使わなくても良いことに、また、B,Cのどちらかが4L以上の容量があれば、他方は必要なくなる事もお分かりだと思います。つまり、設問中には余計なことも書いてあるが、必要な事のみ抽出して解く能力は力になるのではないでしょうか。
Step0: A=8L, B=0L, C=3L ; 初期状態
Step1: A=3L, B=5L, C=0L ; A => B
Step2: A=3L, B=2L, C=3L ; B => C
Step3: A=6L, B=2L, C=0L ; C => A
Step4: A=6L, B=0L, C=2L ; B => C
Step5: A=1L, B=5L, C=2L ; A => B
Step6: A=1L, B=4L, C=3L ; B => C
Step7: A=4L, B=4L, C=0L ; C => A
Step0: A=8L, B=0L, C=3L ; 初期状態
Step1: A=5L, B=0L, C=3L ; A => C
Step2: A=5L, B=3L, C=0L ; C => B
Step3: A=2L, B=3L, C=3L ; A => C
Step4: A=2L, B=5L, C=1L ; C => B
Step5: A=7L, B=0L, C=1L ; B => A
Step6: A=7L, B=1L, C=0L ; C => B
Step7: A=4L, B=1L, C=3L ; A => C
Step8: A=4L, B=4L, C=0L ; C => B
結果に辿り着くまでの思考は以下です。
最終的に4Lと4Lを格納できるのはAとBだけなので、次の最終状態から逆探索します。
この場合の目標(初期状態)が 8,0,0 と分かりやすいのと、
逆操作の方が条件が厳しく、手順に選択肢が少ないため、探索空間が狭いです。
Step-1 : A=4L, B=4L, C=0L; 最終状態
逆操作の逆(=正操作)が可能になるため、問題文から次のルールが読み取れます。
ルール1:満杯でない容器は、他の容量0の容器にしか移動できません。
このため、Step-1は2つの選択肢しかなく、上の2つの解に対応します。
Step-2 : A=1L, B=4L, C=3L ; C <= A
Step-2': A=4L, B=1L, C=3L ; C <= B
ルール2:満杯の容器は、他に満杯でない容器と自分に任意の割合で分配できます。
ただし、自分が空になるか、満杯の容器が1つ以上あるように分配しなければなりません。
この2つのルールで進めば、ほとんど選択肢がありません。
すべてをAに入れられたら、その逆手順が上の答えとなります。
懐かしくて久しぶりにやってみたが、昔のように正攻法で攻める気が全くしないのはなぜでしょうね^^;
一応5x2=10ということで
①AからBへ5.0L
A=3.0L、B=5.0L、C=0.0L
②BからCへ3.0L
A=3.0L、B=2.0L、C=3.0L
③CからAへ3.0L
A=6.0L、B=2.0L、C=0.0L
④BからCへ2.0L
A=6.0L、B=0.0L、C=2.0L
⑤AからBへ5.0L
A=1.0L、B=5.0L、C=2.0L
⑥BからCへ1.0L
A=1.0L、B=4.0L、C=3.0L
⑦CからAへ3.0L
A=4.0L、B=4.0L、C=0.0L
こんなかんじでしょうか?
年齢は16才以上です。
5x1=5
ヒント:「最小手順は7手より少ないです。」により、
付加された幾何条件を使ってリベンジです^^;
解答3:
Aが{直円筒型}で{一応容量は8Lで満杯とする}のため、
容器を傾き、(底面の円形の一番上)と(頂面の円形の一番下)に液面が同時に通る状態では、
容積8Lの半分である4Lが残りますので、
溢れた4Lを5Lも入るBにでも入れれば1手で終ります。
Step0: A=8L, B=0L, C=0L ; 初期状態
Step1: A=4L, B=4L, C=0L ; A => B; (Aを傾けて使用)。
解答4:
{一応容量は8Lで満杯とする}の条件を外せば、
BとCが「(直方体の)計量枡」の条件を利用しますと。
上同様、底面の一辺を水平に保ち傾けると、
(底面の一番下の辺)と(長面の一番上の辺)を液面が同時に通ったとき、
BとCにはそれぞれ(5/2)Lと(3/2)Lの油が入っていることになります。
足して 4Lなので次の手順が考えられます:
Step0: A=8.0L, B=0.0L, C=0.0L
Step1: A=5.5L, B=2.5L, C=0.0L; A => B; Bを傾けて使用。
Step2: A=4.0L, B=2.5L, C=1.5L; A => C; Cを傾けて使用。
Step3: A=4.0L, B=4.5L, C~0.0L; C => B; Bを傾けず使用。
む、手順数からしてmkonomi さん 2010-09-05 15:15:05 の【1】ですか?
と思ったら 2010-09-05 11:06:51 の訂正で既にネタバレしてましたねw
で、変った回答を一つ:
解答3と解答4では、暗黙に重力環境を仮定してますので、
逆に無重力環境を仮定してみました。例えば宇宙船の中とか。
解答5:
5Lと3Lの計量枡は無重力状態でも計量できるものとします。
蓋を付けるなりなんなりと、とにかく「計量時のロスはないものとします」
Step0: A=8L, B=0L, C=0L; 初期状態
Step1: A=3L, B=5L, C=0L; A => B
Step2: A=3L, B=2L, C=3L; B => C
Step3; A=3L; B=0L, C=3L; B => 空中(油玉?として浮かせる)
Step4: A=3L, B=3L, C=0L; C => B
Step5: A=3L, B=3L, C=2L; 空中 => C
Step6: A=1L, B=5L, C=2L; A => B
Step7: A=1L, B=4L, C=3L; B => C
Step8: A=4L, B=4L, C=0L; C => A
Step3~5では、要はBとCを入れ替えているだけなので、
地上でも、空中に高く放り上げて雑技のごとく上手くやればできるかもね^^w
5x3=15 解答5:は確かに奇想天外の域かも
Step1 Bで5リットルを計る。A=3L,B=5L,C=0L
Step2 BからCに3リットル移す。 A=3L,B=2L,C=3L
Step3 CからAに3リットル戻す。 A=6L,B=2L,C=0L
Step4 BからCに2リットル移す。 A=6L,B=0L,C=2L
Step5 AからBに5リットル移す。 A=1L,B=5L,C=2L
Step6 BからCに1リットル移す。 A=1L,B=4L,C=3L
Step7 CからAに3リットル戻す。 A=4L,B=4L,C=0L
以上でAとBに4リットルずつになります。
でも、Aが8Lぴったりの直円筒なら、Step1でAからBに移す際に、Bがいっぱいになるまで注がず、Aを横から見たときの長方形の対角線が水平になるまで傾ければ丁度4リットルになります。
5*2=10
わたしのこれまでのコメントを総括し、複数の解法を提示します。
【1】枡B、枡Cの形状がともに直方体であるとき(手数=3手)
①AからBへ2.5L(枡Bは半量をはかる方法(後記※)による)
A=5.5L、B=2.5L、C=0.0L
②AからCへ1.5L(枡Cは半量をはかる方法(後記※)による)
A=4.0L、B=2.5L、C=1.5L
③CからBへ1.5L
A=4.0L、B=4.0L、C=0.0L
(注:①、②の順序を入れ替える解もあるが、新規性がない)
【2】枡B、枡Cの形状は不定で容量だけが決まっているとき
【2-1】枡Bから始める場合(手数=7手)
①A-5→B A=3 B=5 C=0
②B-3→C A=3 B=2 C=3
③C-3→A A=6 B=2 C=0
④B-2→C A=6 B=0 C=2
⑤A-5→B A=1 B=5 C=2
⑥B-1→C A=1 B=4 C=3
⑦C-3→A A=4 B=4 C=0
【2-2】枡Cから始める場合(手数=8手)
①A-3→C A=5 B=0 C=3
②C-3→B A=5 B=3 C=0
③A-3→C A=2 B=3 C=3
④C-2→B A=2 B=5 C=1
⑤B-5→A A=7 B=0 C=1
⑥C-1→B A=7 B=1 C=0
⑦A-3→C A=4 B=1 C=3
⑧C-3→B A=4 B=4 C=0
(【1】、【2】とも樽Aの形状、容量は無関係)
────────
※《直方体の枡で半量をはかる伝統的な方法》
直方体の計量枡の8個の頂点の3次元座標(x,y,z)を以下のように表すことにする。
但し、W:幅、D:奥行、H:高さ
┌───────────────┐
○(0,D,H) ○(W,D,H)
○(0,0,H) ○(W,0,H)
●(0,D,0) ●(W,D,0)
●(0,0,0) ●(W,0,0)
└───────────────┘
ここで、
┌───────────────┐
○(0,D,H) ○(W,D,H)
○(0,0,H) ○(W,0,H)
└───────────────┘
上記4点を結ぶ『長方形』が枡の開いている面であるとする。
半量をはかるためには以下の2通りの傾け方がある。
《第1の傾け方》
┌───────────────┐
○(0,D,H)
○(0,0,H)
●(W,D,0)
●(W,0,0)
└───────────────┘
上記4点を結ぶ『長方形』の面が水平になる様に傾けて入るだけ注ぐ。
《第2の傾け方》
┌───────────────┐
○(0,D,H)
●(W,D,0)
●(0,0,0)
└───────────────┘
上記3点を結ぶ『三角形』の面が水平になる様に傾けて入るだけ注ぐ。
(実際的には枡が概ね水平の状態で、半分より少し多めに注ぎ入れ、
上記の様に傾けてあふれる分は元の容器へ戻す。)
《余 談》
終戦直後、わたしが子供の頃に、作り醤油屋さんへお使いに行き、
このはかり方を実際に目にした経験があります。
.
5x2=10
1.AからCへ3L A=5L B=0L C=3L
2.AからBへ5L A=0L B=5L C=3L
3.CからAへ3L A=3L B=5L C=0L
4.BからCへ3L A=3L B=2L C=3L
5.CからAへ3L A=6L B=2L C=0L
6.BからCへ2L A=6L B=0L C=2L
7.AからBへ5L A=1L B=5L C=2L
8.BからCへ1L A=1L B=4L C=3L
9.CからAへ3L A=4L B=4L C=0L
4Lづつ分けられました。これでどうでしょうか?
(僕は12歳です。)
Bを水平な床に置き傾ける。側面の長方形の底面でない角の対角線が丁度水平になるまで傾ける。
その状態でAからBに油を入れる。
Bの水平面が側面の対角線に等しくなるように注げば、丁度Bの半分入ったことになる。
同様にCにも半分入れる。
この時点でBとCを足した物は(5+3)/2=4リットルである。
Cの中身をBに移せば、Aが4リットル、Bが4リットルに分かれる。
5*1=5
油樽Aの形状が『直円筒型』でかつその容量が『丁度8L』であることを利用した
解法です。(手数=1手)
①油樽Aを傾けて、中の油の丁度半分を枡Bへ移す。
A=4L、B=4L、C=0L
《樽の傾け方》
油の表面が油樽(A)の底辺の円の最も高いところ(1点)に合うまで傾ける。
5*1=5 直円筒を規定した意味がお分かりになったと思います。斜円柱や楕円柱だったら1/2は量りにくいでしょう。
丁度8Lでない(8L以上のとき)の工夫と言うものは思いつきませんか・・・・・・8L入れたときの液面に印を付けることです。
あなたは「厳密に」考えすぎるきらいが有るようです。
ちょっとインチキ回答
今までの回答は重力の存在を仮定していると思うので宇宙だったらどうするかwww
1: 樽を凍らせる。
2: 樽を真中で切断
3: これで、4Lと4L
1.AからBへ5L A=3L B=5L C=0L
2.BからCへ3L A=3L B=2L C=3L
3.CからAへ3L A=6L B=2L C=0L
4.BからCへ2L A=6L B=0L C=2L
5.AからBへ5L A=1L B=5L C=2L
6.BからCへ1L A=1L B=4L C=3L
7.CからAへ3L A=4L B=4L C=0L
前の回答より、2回短くできました。
ご立派。 10*1=10
ちょっと間違っているかもしれません。
1 AからCに2,5L入れる。
この時点で A5,5L
B0L
C2,5L
2AからBに1,5L入れる
A4L
B1,5L
C2,5L
3AからBに2,5L入れる
A4L
B4L
C0L
4AからCに4L入れる
A0L
B4L
C4L
でOK!
間違っていたらすみません。
本当にすみません。
A,B,Cの容量がゴッチャになってませんか。質問文通り(8,5,3)ならば不可能ですが。まあおまけ5x1=5
5x2=10
私のはじめにかんがえた(狙っていた)方法は(解法2)なので 開示後のコメントはここに書かせていただきます。
つまり、同じような問題でも、容器の「容量」や「形状」を決める事で「簡単に」ここでは「たった1手順」で求まる内容になると言いたかったのです。