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数学パズル

索引 数学パズル

数学パズル(すうがくパズル)は算数や数学的な発想や応用によるパズルの総称で、レクリエーショナルマセマティクス(:en:Recreational mathematics)の1分野である。多くが中学校くらいまでに習う数学で解く事が可能であるが、一方で高度な数学や近年開拓された分野、あるいはコンピュータの利用が前提、といったような問題もある。数学より広い範囲をイメージした用語で「数理パズル」といった語もある。 数学のすべての範囲がパズルの元になりうるが、整数や幾何を元にしたものが多い。 主な数学パズルの作者としては、サム・ロイドとヘンリー・アーネスト・デュードニーの名前が挙げられる。共に19世紀末から20世紀はじめにかけて新聞や雑誌などの連載を通じて多くのパズルを発表した。20世紀後半には、マーティン・ガードナーは自身が多くのパズルを考案した他、世界的に探索・コレクションし、雑誌への発表など精力的に愛好家の間の交流をはかり、彼にちなんだGathering 4 Gardner(:en:Gathering 4 Gardner, Inc.を参照)という交流組織がある。 数学パズルの問題は短いストーリーを伴って出題されることが多い。これには、数学的な部分を表に出さないようにしつつ解答者に問題を理解させる効果もある(また、正解に誘導するヒントであったり、逆に正答が難しくなるようなミスリードであったり、『料金紛失』(この名称は、日本語版ウィキペディアの記事名として偶然選ばれているというだけで、一般的なものではない)のようにストーリー自体がパズルそのものであることもある)。.

29 関係: 小町算小谷の蟻の問題中公新書三角数一筆書き一斉射撃問題平方数マーティン・ガードナーリンド数学パピルスレクリエーションロジックパズルヘンリー・アーネスト・デュードニーパズルフィボナッチ数制約充足問題和算グラフ理論セル・オートマトンサム・ロイド四色定理算額算術算数覆面算魔方陣虫食い算料金紛失数学4つの4

小町算

小町算(こまちざん)は数の遊びである数学パズルの一種。1□2□3□4□5□6□7□8□9.

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小谷の蟻の問題

小谷の蟻の問題(こたにのありのもんだい、Kotani's Ant Problem)は、計算機科学者でパズル愛好家の小谷善行が考案した数理パズル問題である。.

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中公新書

中公新書(ちゅうこうしんしょ)は、中央公論新社(読売新聞グループ)が発行している新書レーベルの1つ。現行の新書レーベルでは岩波新書に次ぐ歴史がある。サブレーベルとして中公PC新書、中公新書ラクレがある。.

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三角数

三角数(さんかくすう、)とは多角数の一種で、正三角形の形に点を並べたときにそこに並ぶ点の総数のことである。番目の三角数は から までの自然数の和に等しい。.

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一筆書き

六芒星の一筆書きの例 一筆書き(ひとふでがき)とは、広い意味では「筆記具を平面から一度も離さず線図形を描く」ことである。狭い意味では、これに加えて「同じ線を二度なぞらない(点で交差するのはかまわない)」という条件が加わる。筆記体のdは、前者の意味では一筆書きであるが、後者の意味では一筆書きではない。 以下は後者の狭い意味での一筆書きについて記す。 三角形「△」や四角形「□」は一筆書き可能だが、十字「+」は一筆書きできない。また、五芒星や白星「☆」、六芒星「✡」は一筆書き可能だが、アスタリスク「*」は一筆書きができない。このように、一筆書きできる図形とできない図形がある。 「与えられた図形が一筆書き可能かどうか」という問題の例として、「ケーニヒスベルクの橋の問題」(Königsberger Brückenproblem)が知られている。なお、ケーニヒスベルクとは実際にあった場所の名前である。.

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一斉射撃問題

一斉射撃問題(いっせいしゃげきもんだい)は、計算機科学とセル・オートマトンにおける数学パズル的な問題の一つである。この問題の目標は、一つのセルのみが活動している状態から始めて、最終的に全てのセルが同時に特定の状態に到達するように、セル・オートマトンを設計することである。 この問題は1957年にジョン・マイヒル(:en:John Myhill)によって提案された。出版物としては、1964年に、エドワード・ムーア(:en:Edward F. Moore)の編集による、この問題が解法とともに収録された文献集が出版されている。.

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平方数

平方数(へいほうすう、)とは、自然数の自乗(二乗)で表される整数のことである。正方形の形に点を並べたときにそこに並ぶ点の総数に等しいので、四角数(しかくすう)ともいい、多角数の一種である。最小の平方数として、定義に を加えることができる。平方数は無数にあり、その列は次のようになる。 平方数の列の隣接二項間についての漸化式を考えると、 から連続する正の奇数の総和は平方数に等しい:\sum_^n (2k-1).

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マーティン・ガードナー

マーティン・ガードナー (Martin Gardner、1914年10月21日 - 2010年5月22日) は、アメリカ合衆国の数学者、著述家、アマチュア手品師。科学的懐疑論者であり、疑似科学・超常現象批判でも知られている。生涯に70冊以上もの著作を遺した。.

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リンド数学パピルス

リンド数学パピルス リンド数学パピルス(リンドすうがくパピルス)とは、古代エジプトの数学文書であり、紀元前1650年前後のものである。名前の由来はスコットランドの弁護士・古物研究家であるアレクサンダー・ヘンリー・リンド(Alexander Henry Rhind)からである『素晴らしい三角法の世界』 ISBN 4-7917-5738-6 p18。アーメスという書記官が筆写したことから、「アーメス・パピルス」とも呼ばれる。このパピルスは、モスクワ数学パピルスと共に古代エジプト数学パピルスの好例として知られる。.

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レクリエーション

レクリエーション(リクリエーション)は、英語で2通りの意味を持つ言葉である(正確にはそれぞれ異なる単語であるが、前者は後者から派生した)。.

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ロジックパズル

ックパズル(論理パズル、推理パズルともいう)は、数学パズルの一種で、文章で説明される状況などから、論理的に矛盾無くあてはまる1通りのパターンを見つけ出す、といったような形式のパズルである。学術的に見ると制約充足問題であるものが多い。.

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ヘンリー・アーネスト・デュードニー

ヘンリー・アーネスト・デュードニー(Henry Ernest Dudeney、1857年4月10日 - 1930年4月24日)は、イギリスのパズル作家・数学者である。 デュードニーはイースト・サセックス州のメイフィールドで生まれ、その近くのルイスで生涯を終えている。1884年に、「ヘンリー・デュードニー夫人」のペンネームで Harper's Magazine から多くの短編を出版した作家であるアリス・ホイッティアと結婚している。 デュードニーは幼少時にチェスを学びよく指していた。これが彼の数学への関心やパズルの創作につながっている。彼は Civil Service に所属していたが、その間に多くのパズルを創作している。 彼は一時期、パズル作家仲間の一人であるサム・ロイドと親交を持ちパズルの交換などをしていた。だが、ロイドが連絡を絶ち、デュードニーのパズルを無断で自分の名義で発表したため、彼との関係は悪化した。 デュードニーは何年もの間、ストランド・マガジン上で多くの作品を発表した。また、彼はいくつかのパズル作品集を発表している。 さらに、彼は最初に意味のある単語を使用した覆面算を発表したことでもよく知られている。.

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パズル

パズル(英語:puzzle)は、あらかじめ出された問題を、論理的な考察と試行錯誤によって解くことを目的とした、ゲームやクイズに似た娯楽の一種。.

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フィボナッチ数

フィボナッチ数列の各項を一辺とする正方形 メインページ(2007年〜2012年)で使われていたイメージ画像もフィボナッチ数列を利用している フィボナッチ数(フィボナッチすう、Fibonacci number)は、イタリアの数学者レオナルド・フィボナッチ(ピサのレオナルド)にちなんで名付けられた数である。.

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制約充足問題

制約充足問題(せいやくじゅうそくもんだい、Constraint satisfaction problem, CSP)は、複数の制約条件を満たすオブジェクトや状態を見つけるという数学の問題を指す。CSPは特に人工知能やオペレーションズ・リサーチで研究されている。多くのCSPでは、それなりの時間内に解くのにヒューリスティクスと組合せ最適化手法を組み合わせる必要がある。 制約充足問題の具体例.

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和算

和算(わさん)は、日本独自に発達した数学である。狭義には大いに発展した江戸時代の関孝和以降のそれを指すが、西洋数学導入以前の数学全体を指すこともある。.

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グラフ理論

ラフ理論(グラフりろん、graph theory)は、ノード(節点・頂点)の集合とエッジ(枝・辺)の集合で構成されるグラフに関する数学の理論である。グラフ (データ構造) などの応用がある。.

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セル・オートマトン

Daniel Dennett (1995), ''Darwin's Dangerous Idea'', Penguin Books, London, ISBN 978-0-14-016734-4, ISBN 0-14-016734-X セル・オートマトン(cellular automaton、略称:CA)とは、格子状のセルと単純な規則による、離散的計算モデルである。計算可能性理論、数学、物理学、複雑適応系、数理生物学、微小構造モデリングなどの研究で利用される。非常に単純化されたモデルであるが、生命現象、結晶の成長、乱流といった複雑な自然現象を模した、驚くほどに豊かな結果を与えてくれる。 正確な発音に近いセルラ・オートマトンとも呼ばれることがある。セルは「細胞」「小部屋」、セルラは「細胞状の」、オートマトンは「からくり」「自動機械」を意味する。他に「セル空間」「埋め尽くしオートマトン」「homogeneous structure」「tessellation structure」「iterative array」といった呼称もある。 有限種類の(多くは2から数十種類の)状態を持つセル(細胞のような単位)によってセル・オートマトンは構成され、離散的な時間で個々のセルの状態が変化する。その変化は、ある時刻 t においてのセルの状態、および近傍のセルの内部状態によって、次の時刻t+1 、すなわち新たな「ジェネレーション」(世代)での各セルの状態が決定される。初期状態(時刻 t.

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サム・ロイド

ム・ロイド(Sam Loyd,本名サミュエル・ロイド(Samuel Loyd)、1841年1月31日 - 1911年4月10日)は、アメリカのパズル作家でレクリエーション数学者。 サム・ロイド.

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四色定理

四色定理(よんしょくていり/ししょくていり、)とは、厳密ではないが日常的な直感で説明すると「平面上のいかなる地図も、隣接する領域が異なる色になるように塗り分けるには4色あれば十分だ」という定理である。.

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算額

算額の問題例 算額(さんがく)とは、江戸時代の日本で、額や絵馬に和算の問題や解法を記して、神社や仏閣に奉納したものである。 平面幾何に関する算額(特に円の中に多数の円や別図形の中に多数の球を入れるなど接点を持つもの)が多い。和算家のみならず、一般の愛好家も数多く奉納している。.

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算術

算術 (さんじゅつ、arithmetic) は、数の概念や数の演算を扱い、その性質や計算規則、あるいは計算法などの論理的手続きを明らかにしようとする学問分野である。.

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算数

算数(さんすう、elementary mathematics)は 日本の小学校における教科の一つ。広義には各国の初等教育における一分野も指す。 この項では便宜を考慮して各国の初等教育(中でも小学校に相当する学校)における、算数に相当する教科について広く解説する。.

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覆面算

覆面算(ふくめんざん)は、0から9の数字がそれぞれに対応する別の記号に置き換えられた計算式を与えられ、どの記号が何の数字に対応しているかを推理し、完全な計算式を導き出すパズルである。解き手のヒントになるように、計算式は筆算の形で与えられることが多い。.

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魔方陣

方陣(まほうじん、英:Magic square)とは、 個の正方形の方陣に数字を配置し、縦・横・対角線のいずれの列についても、その列の数字の合計が同じになるもののことである。特に1から方陣のマスの総数 までの数字を1つずつ過不足なく使ったものを言う。 このときの一列の和は、 と計算できる。.

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虫食い算

虫食い算(むしくいざん; cryptarithm あるいは arithmetical restorations)は、いくつかの数字が伏せられた計算式を与えられ、明らかになっている部分から伏せられた数字が何であるかを推理し、完全な計算式を導き出すパズルである。 解き手のヒントになるように、計算式は筆算の形で与えられることが多い。.

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料金紛失

料金紛失トリック(りょうきんふんしつトリック)は、擬似パラドックスの構造になっている、数学パズルストーリーである。.

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数学

数学(すうがく、μαθηματικά, mathematica, math)は、量(数)、構造、空間、変化について研究する学問である。数学の範囲と定義については、数学者や哲学者の間で様々な見解がある。.

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4つの4

4つの4(よっつのよん)は、4つの4と数学記号を使い、さまざまな数(普通は整数)を作ることを目指すパズル(数学パズル)である。フォーフォーズ(Four fours)ともいう。.

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