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投稿日:2018年10月17日

テーマ: 算数

タイル並べとフィボナッチ数列の関係 2

こんにちは、受験ドクターのRS講師です。
今回は、前回からの続きという事で、早速問題の解説からいきましょう。
こんな問題でしたよ。

 

タイル並べとフィボナッチ数列01

〈問題〉1㎝×3㎝の大きさのタイルが何枚もあります。このタイルを組み合わせて、たて3㎝、横□㎝の長方形をすきまなく敷き詰めます。つぎのそれぞれの場合について敷き詰め方が何通りあるか答えなさい。(図は横が5㎝の場合の一例です)

(1)横が3㎝の場合

(2)横が4㎝の場合

(3)横が5㎝の場合

(4)横が6㎝の場合

 

 

(1)タイル並べとフィボナッチ数列02の2通りでした。

(2)4cm=3cm+1cm、2cm+2cm、1cm+3cmの3つのパターンが考えられました。
3cm+1cm

タイル並べとフィボナッチ数列03、㋑タイル並べとフィボナッチ数列04

2cm+2cm
タイル並べとフィボナッチ数列05

3cm+1cm
タイル並べとフィボナッチ数列、㋔タイル並べとフィボナッチ数列
というように分類できました。

ところが、このように分類すると、㋑、㋒、㋓がすべて同じ並べ方になっていることに気付きます。全部タイル並べとフィボナッチ数列に置くのは、どのような足し算で考えてもすべて同じになってしまうからです。以上から3通りが答えとなります。

(3)このような問題は、1つ前の長さが次の長さを作る際のヒントになっています。
難しいですが、前問から次問へどのように繋がるのか頑張って考えて下さい。

すでに作られた長さに、”付け足す”とかんがえると、
<あ>4㎝+1㎝、<い>3㎝+2㎝、<う>2㎝+3㎝の3つのパターンに分けられます。

<あ>
4cmを作る方法は(2)で3通りとわかっています。
タイル並べとフィボナッチ数列
これに1㎝を加えると、
タイル並べとフィボナッチ数列タイル並べとフィボナッチ数列タイル並べとフィボナッチ数列の3通りができます。

 

<い>
3㎝は(1)の答えですので、2通りです。
これに、2㎝を加える方法は

タイル並べとフィボナッチ数列タイル並べとフィボナッチ数列
の2通りがあるのですが、これはどちらもすでに<あ>の中に出てきています。

2㎝を足すのは、タイル並べとフィボナッチ数列×2の並べ方しかないので、+1㎝のどの並べ方とも同じになってしまうのです。つまり、<い>はかんがえる必要はないということになります。

<う>
2㎝をつくる方法は、1通りあり、これに3㎝を足すので、
タイル並べとフィボナッチ数列タイル並べとフィボナッチ数列の2通りですが、さきほどとお同じで、×3として付け足すのは、すでに出てきていますので、これは1通りだけです。

以上より、<あ>が3通り、<い>は考えない、<う>は1通りなので、
合計4通り が答えです。

(4)さきほどの問題を、前問との繋がりで処理できれば、これは簡単です。書き出すのは、非常に大変でしょう。
ということで、分類は前問と同じく、
<あ>5㎝+1㎝のパターン
(3)の5通りの答えに+1㎝ →4通り

<い>4㎝+2㎝のパターン →考えない

<う>3㎝+3㎝のパターン
(1)の2通りにタイル並べとフィボナッチ数列で+3㎝とします。(タイル並べとフィボナッチ数列はダブりになるので考えません)

タイル並べとフィボナッチ数列と、タイル並べとフィボナッチ数列の2通りです。
以上より、4+2=6通りです。

 

 

最後にオマケです。
(5)として横が7㎝の場合も考えてみましょうか。

↓考え中・・・

6+1が(4)の答え6通り、4+3が(2)の答えの3通りですので、合計9通り
できましたか?

結局この問題の場合は、フィボナッチ数列のように前後を足すということではなく、1つ間をあけて、(1)+(3)→(4)の答え、(2)+(4)→(5)の答えというようになっているようですね。

まとめましょう。
これまで見てきたように、タイル並べの問題は、前回ブログのフィボナッチ数列になるようなパタンもあれば、今回のように変則的な飛ばしフィボナッチ?という感じのフィボナッチに類似のパターンになるものいろいろあります。
以前は、ただフィボナッチ数列になるというような知識だけで解けるような問題が出されることもありましたが、研究がすすみ多くの受験生はこの程度の知識は備えています。

ただ「フィボナッチになる」という知識だけでは対処できない問題も出題される時代になってきましたから、しっかりと基本を理解して応用へ繋げる力を養うようにしたいものですね。

もう一題紹介しようと思いましたが・・・
まあ、長くなってきたので今回はこれにて。

ではまた。ご機嫌よう〜(´∀`*)ノ

算数ドクター