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2008年5月 2日 (金)

■コマネチ大学数学科87讲:デュードニー

 私は、てっきり、东大理Ⅲコンビ(卫藤树さん、伊藤理恵さん)と、东大狮子座A型コンビ(小桥りささん、生驹尚子さん)が交代で出演するのかと思っていたら、今回もフレッシュな新入生が登场。あらら、なにやら见惯れた人が……「たけしのコマ大数学科」。

Comaneci87

ヒント1:ハサミを入れるのは3回。
ヒント2:正三角形の面积から正方形の1辺の长さを求める。
ヒント3:直角を4つ作る。
ヒント4:正三角形の辺の中点に注目する。

 というわけで、涙を流して卒业したはずの、木村美纪さんが东大の大学院1年生になり、コマ大に再入学。お相手は、东大文Ⅲの1年生、山田茜さん。こちらは、ほっかほかの新入生だ。

 今回は、コマ大数学研究会もスタジオで挑戦。超难问のパズルということで、マス北野、东大生も苦戦する。竹内薫センセからは、断片のひとつ(パズルの1ピース)がヒントとして出された。

「谁が正方形に近いかということですよね。こうなってくると…」と竹内センセ。

 コマ大生は、かなり、いい线いっていた(考え方はあっていた)が、どういうわけか、正方形からちょこっと、はみ出た部分ができてしまった^^; マス北野は、いちばん正方形に近く、コマネチ・フィールズ赏を久しぶりに获得。木村美纪さん、山田茜さんの东大生コンビは、正方形というには、少し无理があった。

 では、さっそく竹内薫センセの「美しき数学の时间」

20080502_01

20080502_02

 作図の方法だが、じつは、今回の「デュードニーのパズル」、すでに过去记事「书籍:知性の织りなす数学美」で绍介してしまっていた。だから今回は、やることがないのら><; でも、あえて再掲载しておくね。

20080502_03

 正三角形ABCの一辺の长さを「2」とする。顶点Aから、辺BCに対し垂线を引く。垂线を伸ばし、BE、CEと同じ「1」の长さをEFとする。AFは(√3+1)、AFの中点をGとする。AGの长さは(√3+1)/2、Gを中心に半径AGの円を描き、辺BCを伸ばした线と交差する点をH、Iとする。EHの长さが3の4乗根(正方形の一辺の长さ)になる。Eを中心に半径EHの円を描き、辺ACとの交点をJとする。JからBE、CEと同じ「1」の长さをとった点をKとする。Kから线分JEに対し垂线を引く。辺ABの中点をDとし、线分JEに対し垂线を引く。これで完成。

 D、E、Kの三个所をハト目(自由に动く蝶つがいのようなもの)で繋げると、以下のFlashのような「デュードニーのカンタベリーパズル」になる。

竹内薫センセの「美しき蕴蓄(うんちく)の时间」(ちょっと、いい话)

 1833年、ボヤイとゲルウィーンという数学者によって「等积多角形の分割合同の定理」が出されていたが、実际にこれを确かめるのは容易ではなかったようだ。
≪メモ≫
ボヤイ・ファルカシュ(1775~1856)ハンガリーの数学者にして诗人。Wikipediaによると、ガウスの友人だったそうな。
ボヤイの定理:面积の等しい二つの多角形A,Bが存在したとき、Aを有限回分割し组み直すことで、Bと合同な図形を作ることが出来る(Wikipedia)

 ヘンリー・アーネスト・デュードニー(1857~1930)は、英国生まれ。お爷さんは、羊饲いから校长先生になったそうだが、家は裕福ではなく、13歳で公务员になる。しかし、后に结婚したアリス・ホイッティアは、ベストセラー作家で、生计は奥さんに頼っていたという话も。デュードニーは、ストランド・マガジン志上で多くの作品を発表し、パズル作品集や意味のある単语を使用した覆面算など、パズル作家として名を驰せる。アーサー・コナン・ドイルとも交流があり、アメリカのパズル王、サム・ロイドとはケンカ别れをしたという逸话がある。1905年には、王立协会で、このパズルをデモンストレーションし、列席した数学者たちを惊かせたそうだ。


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» たけしのコマ大数学科#86 [シャブリの気になったもの]
たけしのコマ大数学科#86 (旧名称・たけしのコマネチ大学数学科) フジテレビ 2008年5月1日 深夜OA     今回のテーマは、 「デュードニー」     【New!! DVD】 たけしのコマ大数学科DVDBOX 1 ¥5,284 【定番本】 コマ大数学科 特别集中... [続きを読む]

受信: 2008年5月 4日 (日) 23时45分

コメント

今回の问题は难しかった.
细かいことですが,三平方を使わなくても
方べきの定理を用いれば
√(3)*1=x*x よりxは3の4乗根ですね.

投稿: ヌルハチ | 2008年5月 5日 (月) 12时13分

この図形変换の面白い点は、正三角形の时に辺を构成している线が、正方形の时にはすべて正方形内部に収まってしまう。别の言い方をすれば、正三角形と正方形の両方の辺の一部を构成する线分はない、ということですね。

今回は2次元の図形の3点をつなげて里返した场合ですが、同じようなことは3次元(8分割された立方体を辺でつなぎ、别の立方体に変换するなど)でもおき、A立方体をB立方体に変换するとき、Aを构成する面はB立方体を构成する面とは别の面が出てきます。
(秋山仁先生が発表されていました。)
図形がかけないのでうまく表现できず、申し訳ありません。

投稿: ちーかま | 2008年5月11日 (日) 01时39分

ヌルハチさん、ちーかまさん、コメントありがとうございます。

> A立方体をB立方体に変换するとき、Aを构成する面は
> B立方体を构成する面とは别の面が出てきます。

秋山仁センセの言うところの「カメレオン立体」ですね^^;

「ちーかま」さんのハンドルネームを见て、お酒が饮みたくなりました^^; 「ちーかま」も好きですが、「ちーたら」も好きです。袋には「チーズと鳕(たら)の、おしゃれなおいしさ」とあります^^;

数学とは、まったくカンケーのない话ですが、「カニかま」の拟态ぶりは惊愕です。「ナナフシ」のように木や叶っぱに拟态する昆虫がいますが、その拟态ぶりで、生き延びたように、「カニかま」も、その拟态の完成度によって、生き延びていくのではないかと考えます。

とくに、酢醤油でいただくと、おいしゅうございます。

投稿: Gascon | 2008年5月12日 (月) 11时10分

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