サイコロはどの目も出る確率が6分の1←根拠は? [無断転載禁止]©2ch.net
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〔問題〕
同じ大きさのサイコロが64個ある。
各サイコロの形は1x1x1の立方体であり、64個が4x4x4の箱にピッタリ詰めて置かれている。
剣豪がやって来て、この箱を一刀両断した。
さて、無傷で残ったサイコロは最低で何個だろうか?
(剣の厚みはゼロに限りなく近いとする) (例)
箱の位置を 0≦x≦4, 0≦y≦4, 0≦z≦4 とする。
平面 0.6x + 0.9y + z = 5.15 で切った場合
0<z<1 9 / 16
1<z<2 6 / 16
2<z<3 6 / 16
3<z<4 8 / 16
-------------------
計 29 / 64 平面 ax + by + z = d (a,b,d>0) で斬った場合
(i,j)番目のサイコロ柱 i-1<x<i, j-1<y<j に注目する。
z = d-ax-by は (x,y)=(i,j) で最小、(x,y)=(i-1,j-1) で最大となる。
z_min(i,j) = d -ai -bj,
z_max(i,j) = d -a(i-1) -b(j-1),
無傷なサイコロは、平面の下に [z_min] 個、平面の上に [4-z_max] 個ある。
ただし、負になったときは0に, 5以上になったときは4に修正する。
これを i=1〜4, j=1〜4 について総和したものが答。 >>210
平面が z軸に平行のとき
xy平面に投影すると直線になる。7個/段 以下しか切れない。
36個以上が無傷で残る。
x軸またはy軸に平行のときも同様。
平面が x軸、y軸、z軸のどれにも平行でないとき
ax+by+cz = d (a,b,c,d>0) とする。
64個のサイコロを 体対角線方向の組に分類する。
(1,1,1) - (2,2,2) - (3,3,3) - (4,4,4)
(1,1,2) - (2,2,3) - (3,3,4)
(1,2,1) - (2,3,2) - (3,4,3)
(1,1,2) - (2,2,3) - (3,3,4)
(1,2,2) - (2,3,3) - (3,4,4)
(2,1,2) - (3,2,3) - (4,3,4)
(2,2,1) - (3,3,2) - (4,4,3)
(1,1,3) - (2,2,4) (1,3,1) - (2,4,2) (3,1,1) - (4,2,2)
(1,2,3) - (2,3,4) (1,3,2) - (2,4,3) (2,1,3) - (3,2,4)
(2,3,1) - (3,4,2) (3,1,2) - (4,2,3) (3,2,1) - (4,3,2)
(1,3,3) - (2,4,4) (3,1,3) - (4,2,4) (3,3,1) - (4,4,2)
各組のうち、切れるサイコロは1個以下。
∴ 46個のうち27個以上が無傷で残る。
6つの「頂点」は反プリズム形をなす。
(1,1,4) と (4,4,1) (1,4,1) と (4,1,4) (4,1,1) と (1,4,4)
の3組に分ける。そのうちの2組を平面が切っても、2個は無傷で残る。
以上に述べたことから、サイコロ 29個以上が無傷で残る。 平面が6つの「頂点」を切る条件は
z=0 の断面で 6 < x+y < 8,
z=1、3 の断面で 3 < x+y < 5
z=4 の断面で 0 < x+y < 2,
となります。
z=1 で x+y=5-ε, z=3 でx+y=3+ε としても
z=0 で x+y=6-2ε, z=4 で x+y=2+2ε となり不可能。
一方 3x3x3 の場合は
平面が6つの「頂点」を切る条件は
z=0 の断面で 4 < x+y < 6,
z=1、2 の断面で 2 < x+y < 4,
z=3 の断面で 0 < x+y < 2,
となり、これは可能。
x + y + 2(1-e)z = 3(2-e), (0<e<2/3) >>213
平面 z = d-ax-by := f(x,y) に一般化する。
この平面が以下の4個を切るとする。
(4,1,4) を切る ⇒ f(3,0) > 3,
(1,4,4) を切る ⇒ f(0,3) > 3,
(4,1,1) を切る ⇒ f(4,1) < 1,
(1,4,1) を切る ⇒ f(1,4) < 1,
fは線形だから
f(1,1) = {3f(3,0)+3f(0,3)-f(4,1)-f(1,4)}/4 > 4,
f(3,3) = {3f(4,1)+3f(1,4)-f(3,0)-f(0,3)}/4 < 0,
⇒ (1,1,4) と (4,4,1) の2個は無傷で残る。 今この平面が6個の「頂点」のうち 5個以上を切ると仮定しよう。
その5個は >>212 の 3ペアのうち2ペアを含む。
よって >>214 により他の1ペアは無傷で残るはず。(矛盾)
∴ 「頂点」6個のうちの2個は無傷で残る。 >>212
平面がz軸に平行のとき
直線は 箱の表面と2回、サイコロ同士の境界(6面) と1回づつ、最大で8回交差する。
∴ 生じる線分は7個以下、サイコロ7個/段 以下 しか切れない。
9個/段 以上が無傷で残る。 平面がz軸に平行のとき
xy平面に投影して考える。
直線は箱と2回、サイコロ同士の境界(6面) と1回づつ、最大で8回交差する。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています