数学とクイズでくつろいで数学の部屋「コマ大数学科」に挑む「コマ大数学科」に挑む・13年11月

「コマ大数学科」に挑む・13年11月

最終更新日2013年12月11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。

コマ大プレイバック アルキメデス・断面そして…
コマ大プレイバック セットの謎の式は?

ご意見がありましたらtfujisaki2006@yahoo.co.jpまでお願いします。


「コマ大プレイバック アルキメデス・断面そして…」

 私は昨年コマ大に問題を応募して、スペシャル番組で出題されて一問で「マスマスター」をいただくことができました。その問題がこちらでした。

問題:
 白と黒の2種類の立方体を図のように交互に並べて、縦、横、高さが3個分の大きい立方体を作ります(角は黒い立方体があるものとします)

 大きい立方体の辺上の3点A,B,Cを通る平面でこの大きい立方体を切った時、その断面図に現れる白と黒の面積の比を求めなさい。
 (A,Bは白と黒の立方体の境目、Cは立方体の辺の中点です)

 実はこの問題を作ったきっかけとなったのは、コマ大が始まって間もないころに「アルキメデス」の解で出題された問題でした。

問題:
 図のように立方体の面の9分の1の大きさの正方形に合わせて3方向から穴を開けます。
 このときA,B,Cの3点を通る面でこの立体を切った時の断面図を求めなさい。

 問題を見て「この立体をいろんな方向から切るとどういう断面図になるのかな?」とあれこれ 考えているうちに上の問題を作りました。

 私が作った問題は「おそらく同じような問題があるから使われないかな」と心配していました。そうしたら、私が見ていなかった期間のコマ大で私が作った問題と似たような問題が出題されていました。それが「断面」の回のこの問題。

問題:
 9261個の立方体を組み合わせて一つの大きな立方体を作ります。
 この大きな立方体を断面が正6角形になるように切った時、小さな立方体は 何個切断されるでしょう。

 この問題は断面に現れる図形のパターンを把握すれば、計算はスムーズに進みます。9261個は多いと思いますが、パターンが分かればもっと多くても問題ありません。

 今回紹介した3問の答えを知りたい方は、まずはご自身で答えを出してみてください。答えを出すことができると正に「美しい数学」を感じ取ることができると思います。私の問題はこのコーナーに載っていますが、後の2問はこのコーナーに載っていません。正解を知りたい方はご自身でお探しください。


数学とクイズでくつろいで数学の部屋「コマ大数学科」に挑む「コマ大数学科」に挑む・13年11月


「コマ大プレイバック セットの謎の式は?」

 コマ大のセットは古代ギリシアの「学びの場」をイメージしたような感じがしました。人物の石膏像を模したものや、曲線を組み合わせたオブジェが並んでいました。ひときわ目を引いたのが透明な板に書かれた問題の数々。今回はこれらの問題をご紹介します。なお、これらの問題は最終回のセットから紹介したものです。以前のセットで違うものがあるかもしれません。

 まずは画面の一番左。ちょうど大神本舗がギャグをするとき後ろに映っている数式です。

 よく見ると、この式は半径rの球の体積を求める式なのです。最初の「 V=... 」の意味は分かりませんが。もしかしたら遊び心で書いたものでしょうか?

 左から2番目。解説のときにマス北野の後ろに位置するボードに書かれているのは、コマ大でもおなじの「和算」の問題。

 問題文の現代語訳:
図のように円の中に甲、乙、丙の3つの円と2つの斜(=弦)がある。
甲の半径が五分二厘、乙の半径が一寸二分四厘、丙の半径が八分である。
このとき外の円の半径を求めなさい。

続いて右側。いつも解説のホワイトボードに隠れる左の板の式はこちらです。

 これは関数 x^3 を微分するときの式ですが、3番目に無駄な分母が付いたり、同じ式を続けて書いたり…謎ですね?

 そして最後、オープニングで司会・解説の3人が並ぶ後ろにある一番右の板。こちらも和算の問題です。

問題文の現代語訳:
 図のように大きい円、菱形が各1個、甲、乙、丙、丁の円が各2個連なって接している。
さらに、これらが一つの円に内接している。外側の円と大きい円の半径が分かっている、
このとき、甲、乙、丙、丁の各円の半径はどのように表されるのか?

 和算の問題については、最初の問題はある程度計算すれば解けると思いますが(数学が苦手な人は厳しいと思います)後の問題は高度な情報が必要なのかもしれません…と書きましたが、私は解いていませんし、実際に解答があるのかも不明です。
 毎回目にしていましたが、出題される問題に隠れてこそっといい問題を見せていたんですな。


数学とクイズでくつろいで数学の部屋「コマ大数学科」に挑む「コマ大数学科」に挑む・13年11月