「コマ大数学科」に挑む・13年5月
最終更新日2013年6月23日
フジテレビで深夜に放送されている「コマ大数学科」の問題に解く様子をご紹介します。数学をやってきたので簡単に解ける…と思ったものの…その奮闘振りをお楽しみに。なお、福岡での放送は二週間遅い模様です。そこら辺はご勘弁を。映画と数学(5/3) |
「マスマスター グランドチャンピオン大会予選 追記」 |
視聴者からの挑戦状 Part 8(5/10) |
物理学(5/17) |
音楽と数学(5/24) |
デュードニー Part 3(5/31) |
ご意見がありましたらtfujisaki2006@yahoo.co.jpまでお願いします。
問題:映画で駅馬車が走っているところを撮影しています。 駅馬車が一定の速度を超えたとき、馬車の車輪が逆回転しているように 見えました。 逆回転に見える理由を説明しなさい。 |
今回マスのお相手、ポヌさんが公務のためお休み。ポヌさんはベナン共和国全権大使夫人なんですね。コマ大もすごい人達が出てるんですね。それはともかく、マスは一人で問題に挑む。苦戦を強いられる、かと思いきや、しばし考えて早々と解答を書いた。東大生の映画無頓着コンビは逆に苦戦。竹内先生から映画フィルムのコマ数を考えてください、とヒントをもらった。それでも分からず、ついにマスからコマ数のヒントをもらった。
コマ大チーム | 目を少し寄らせると 逆回転に見える。 | お宮の松の解答。 成田屋のにらみのように? |
マス北野 | 車輪の回転とフィルムのコマが シンクロするため | 実際は回転しているが、フィルムは少し逆回転 している位置しか撮影されていない。 |
東大生チーム | コマ数の限界のため | 理論はマスと同じ |
正解… マス北野、東大生チームの解説が正解!!
東大生チーム、ヒントをいろいろいただきながら正解を出した。
車輪のスポーク(車輪の中心と周囲をつなぐ棒)が8本のものを考える。この時スポークは 45°ずつ車輪に付けられている。 この車輪を回転させて、フィルムで撮ってみる。映画のフィルムが1秒間に24コマ撮影できるとする。 |
車輪が1秒間に1回転しているとき、フィルムは車輪が 360°/24 = 15°回転するたびに撮影される。このときは、車輪の実際の回転と同じ方向に回転しているように見える。
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回転を速くして、車輪が1秒間に2回転させる。このときフィルムは車輪が 15°× 2 = 30°回転するたびに撮影される。 次に撮影される画像は実際には車輪が 30°回転しているが、前の画像の隣のスポークとは 15°しか差がないため、隣のスポークが 15°逆回転して撮影されていると錯覚を起こす(下の図では車輪は青の矢印の回転をしているが、赤の矢印の回転をしていると錯覚する) この錯覚が繰り返されているため、車輪が逆回転しているように見えてしまう。
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「マスマスター グランドチャンピオン大会予選 追記」
問題:
12345×23456×34567×45678×56789×98765×87654×76543×65432×54321 の百の位を求めなさい。 |
解説: 12345×23456 は一の位が 0 になる。つまりこの掛け算の積は 10 の倍数。同様に 98765×87654 も 10 の倍数である。 よって問題の計算式は 10×10 = 100 の倍数、つまり下二桁は 00 である。 |
このことから問題の計算式の百の位は計算式を 100 で割った値の一の位になる。
ここで計算式全体を 100 で割らずに上の説明の2つの掛け算それぞれを 10 で割った値
と残り6個のの掛け算の値を掛けた式を考えればよい。
12345 × … × 54321 / 100
(12345 × 23456) / 10 = (12345 / 5) × (23456 / 2) = 2469 × 11728
12345 × … × 54321 / 100 9 × 8 × 3 × 7 × 7 × 8 × 9 × 3 × 2 × 1 = 4572288 (赤の数字は 34567, 45678, 56789 の一の位、青の数字は76543, 65432, 54321 の一の位の積を表す)以上から
12345 × … × 54321 |
問題: 一辺が1の正方形ABCDがある。辺ADを直径とする円の中心をO、辺AB上の点Eを直線CEが円Oの接線となるようにとる。このとき三角形CBEの面積を求めなさい。 |
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問題:線分ABと一本のひもがあります。ひもは線分ABより短く、半分より長いですが長さは分かりません。 このひもを使い、線分ABの中点を求めなさい。
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今回もマスは一人で挑む。今回は数式を書いてしばし、すぐに解答を書いた。2週連続のマスの秒殺(この言葉も久しぶりだな)に焦る東大生。2人が確認をしてこちらも解答を出した。マスは余裕でお宮の作った袋リリアンで遊ぶ始末。
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正解…マスの方法は正解!!
実際は「ひも以外の道具を使わない」という条件で答えを求めていた。出題者の解答は以下の通り。
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ひもの端をAに置き、ひもの半分の長さに印をつける。点Bから残りの長さを取り、 同じく半分の長さに印をつける。 それぞれの半分の長さの2個の印の間隔がちょうどABの半分の長さであるため、 ひもで長さを取り、ひもを移動させて中点を取る。 右の図の方法も考えた。図から中点の取り方は分かると思うため省略。 |
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「物理学 (5/17)」
問題:スニーカーとストップウォッチを使い√2を計りなさい。
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物理学に挑戦したかったマス。そして3週間ぶりの登場ポヌさん。2人の共同作業で計算を行う。するとスニーカーを落として時間を計測。さらにスニーカーをひもでぶら下げて揺らし始めた。何をしているのか、ということはおそらく見当がつくでしょう。
コマ大チーム | 4人の100mのタイムと足の大きさ。 それぞれの平均の比が√2になる。 |
東大生チーム | 39.2mのところからスニーカーを
落とす。 地面に落ちるまでの時間が√2秒。 |
マス・ポヌペア | 振り子の1往復の時間が2.34秒である ときのひもの長さが√2mになる。 |
正解…全員不正解!!だけどちょっと惜しい
準備されていた解答は以下の通り。
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「音楽と数学 (5/24)」
問題:ピアノの白鍵のうち1オクターブ以内の2つの音を出して、1通りに聞き分けられる
2つの音はどれとどれでしょう。 2つの音はたとえば「ファ」と「高いレ」などの可能性もある。
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好調が続くマス。しかし、今回はまったく答えが出ない様子。コマ大チームのところに置かれているキーボードでおもむろに曲を弾く。しかし答えは出て来ない。対して3連敗中の東大生。今回も苦戦を強いられている。中村先生からヒントとして「ドとレの間は半音が2個分、ミとファの間には半音が1個分ある」ということを聞く。そこでひらめいて一気に計算。笑顔で答えを書く。
コマ大チーム | すべての2音を 聞き分けられる | 鍛えた絶対音感で挑戦。 結果は1勝1敗。 |
マス・ポヌペア | 「?」の一文字 | お手上げ、と一言。 |
東大生チーム | 「ファ」と「シ」 | この2音だけが「半音が6個分」 であることから。 |
正解…「ファ」と「シ」 東大生チーム正解!!
ちょっとヒント多すぎじゃないの?と思ったが東大生チームが正解を導いた。解説は以下の通り。
「ド」と「レ」の間には黒鍵がある。黒鍵はこの2つの音の中間にあたるため、「ド」と「レ」の間には「半音2個分」の差があると考えられる。同様にして「ファ」と「ソ」の間にも「半音2個分」の差があることがわかる。 一方、「ミ」と「ファ」の間には黒鍵がない。これは「ミ」と「ファ」には「半音1個分」の差があることを表している。同様にして「シ」と「高いド」の間にも「半音1個分」の差がある。
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実際に2つの音の間に「半音が何個分あるか」を調べて、表にまとめると以下の通りになる。
この表の中で、赤で書かれた「6」を調べると「ファ」と「シ」の2音に対してのみ現れ、他の2音について「6」が現れていない。「6」以外の数字は表の中に2回以上現れている。 |
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「デュードニー Part 3(5/31)」
問題:16本の木を植えて、木が4本並んだ列が12列できるように並べなさい。
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冷蔵庫が小さいことが悩みの杉山さん。担担麺が好きだけど頼めない溝田さんと悩み多き(?)東大生。今回の問題は難問なのか、マスも東大生も悩みに悩んでいる。木を12列並べられない。ここで竹内先生から一言「12列より多い13列以上の答えを出してもOKです」13列以上できるのか否か、謎が謎を呼ぶ中時間が過ぎた。
各組の解答は以下の通り。
マス・ポヌペア(中央の図)…色々並べたが答えは出せず。 東大生チーム(右の図)…図の並べ方では10列しかできなかった。 |
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