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塵劫記・第九題 継子立て

30個の石を輪に並べ、10番目ごとに取り除いていく。どの石がいつ抜けるかは——実は、始める前からすべて決まっています。

お子さんと保護者の方へ。塵劫記・第九題 継子立てを、いっしょに確かめましょう。

いまのことば

塵劫記の継子立てとは?

輪になった30から10番目ごとに除くと、抜ける順は毎回同じ。
並び方さえ工夫すれば、狙った相手だけを残すことも、抜くこともできる。

やってみよう(10人版)

30人は大変なので、まず10人(またはおはじき10個)を輪にして、3番目ごとに抜いていきましょう。

  1. 1〜10の番号をつけて輪にする。1から数え始め、3番目(3番)を抜く。
  2. 続きから数えて、また3番目を抜く……を最後のひとつまで。
  3. 抜ける順番は必ず——3, 6, 9, 2, 7, 1, 8, 5, 10, 4。何度やっても同じです。
最後まで残るのは 4番。始める前から、結果はすべて決まっています。

数え歌のからくり

塵劫記じんこうきに載る「継子立てままこだて」には物語がついています。継母が、実子と継子をわざと交ぜて輪に並べ、10番目ごとに除いて跡継ぎを決めようとする——数え方は公平に見えて、並べ方に仕掛けがある、という話です。

実際に計算すると、30個の輪で10番目ごとに抜く場合、抜ける順は10, 20, 30, 11, 22, 3, 15, 27, 9, 24, 7, 23, 8, 26, 14…と、完全に決まっています(この並びは計算機でも、おはじきでも、必ず再現できます)。つまり「くじ引き」のふりをした、結果の決まった儀式を作れてしまう。

公平に見える手続きが、本当に公平とはかぎらない——数学は、それを見破る道具にもなります。この種の問題は「ヨセフスの問題」の名で、いまも情報科学で研究されています。

考えてみよう

  • 問一おはじき10個で3番目ごとの継子立てままこだてをやり、上の順番どおりになるか確かめましょう。
  • 問二「公平に見えるのに、結果が決まっている仕組み」は、身のまわりにないでしょうか。
  • 問三順番や数え方を変えると、最後に残る位置はどう変わるか実験してみましょう。

答えはひとつではありません。おうちの人と話しながら考えるのも、よい学び方です。

豆知識——同じ構造の問題が、古代ローマの歴史家ヨセフスの逸話として西洋にも伝わっています。東西で別々に、同じ数理にたどり着いていました。
原文について
この記事が扱っている『塵劫記』は、吉田光由が1627年(寛永4年)に著した和算の書。江戸時代を通じて版を重ねました。
原本(江戸期などの版本)は、早稲田大学図書館 古典籍総合データベース『塵劫記 巻之第1-4』で画像を見られます。
このページの現代語訳・解説・設問は、株式会社士心が作成したものです。特定の校訂本にもとづくものではありません。 表記や区切り方は、読みやすさのために整えています。原文にあたるときは、上の所蔵先でお確かめください。

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