面白い問題おしえて〜な 31問目

過去ログ置き場(1-16問目)
http://www3.tokai.or.jp/meta/gokudo-/omoshi-log/

まとめwiki
http://www6.atwiki.jp/omoshiro2ch/

1 http://cheese.5ch.net/test/read.cgi/math/970737952/
2 http://natto.5ch.net/test/read.cgi/math/1004839697/
3〜6「datが存在しません。」
7 http://science2.5ch.net/test/read.cgi/math/1064941085/
8 http://science3.5ch.net/test/read.cgi/math/1074751156/
9 http://science3.5ch.net/test/read.cgi/math/1093676103/
10 http://science4.5ch.net/test/read.cgi/math/1117474512/
11 http://science4.5ch.net/test/read.cgi/math/1134352879/
12 http://science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1157580000/
13 http://science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1183680000/
14 http://science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1209732803/
15 http://science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1231110000/
16 http://science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1254690000/
17 http://kamome.5ch.net/test/read.cgi/math/1284253640/
18 http://kamome.5ch.net/test/read.cgi/math/1307923546/
19 http://uni.5ch.net/test/read.cgi/math/1320246777/
20 http://wc2014.5ch.net/test/read.cgi/math/1356149858/
21 http://wc2014.5ch.net/test/read.cgi/math/1432255115/
22 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1464521266/
23 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1497416499/
24 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1502016223/
25 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1502032053/
26 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1518967270/
27 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1532793672/
28 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1540739963/
29 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1548267995/

なお、削除依頼は不要です。
※前スレ
面白い問題おしえて〜な 30問目
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1572866819/

>>2
ありがたい…予想よりかなりばらばらになってて意外だ
思ったより繊細な条件なのかアレは…

前スレのプールの問題。
最短10秒じゃないの？
プールサイドを5秒、直角に曲がって向こう側から進行方向に対して60°の方向に飛びこめば、ちょうど10秒で対角線に達する。
直角三角形の辺の比が1:2:√3になるから、プールサイドから対角線まで、プールサイドの残りのちょうど2倍の距離を泳ぐことになる。
水中では速さが半分になるから時間はプールサイドを端まで行くのと同じ。つまり5秒。プールサイドのどこから飛びこんでも対角線まで5秒。
5秒+5秒=10秒
どうですか？
これが正解ではないか。

V={(x_1,..,x_n)∈[-1/2,1/2)^n | x_1+..+x_n >= 1/2}の体積が大体1/2-c/√nのオーダーって言うのは何か奇妙だな
n次元単体の体積が1/n!らしいし次元の増加に対して減少してもよさそうだけど

この奇妙な感じは機械学習で言うところの球面集中現象と同じ感じかな

まぁしかし理論値もシミュレーションもあってるからそんなもんと思うか、直接体積(のオーダー)計算してみるかしかないのでは？

>>7
奇妙って言うのはどこかに誤りを感じるっていう類いの物じゃなくて、n次元立方体っていうのが直観よりもイビツだなぁという感じの物かな
次元が増加すると角のあたりの体積がどんどん増加していって中心に近い部分がペシャンコになるって言うのが面白い

>>4
方眼紙買ってきなさい。

10cm×10cmの正方形を書く。
左下隅中心の半径10cmの円を書く。
1cm右にズレて半径9.5cmの円を書く。
1cm右にズレて半径9cmの円を書く。
‥
1cm右にズレて半径5cmの円を書く。
1cm上ズレて半径4.5cmの円を書く。
1cm上ズレて半径4cmの円を書く。
‥
1cm上ズレて半径0.5cmの円を書く。

コレが大体10秒で到達できる領域。

前>>4
10秒で到達しないエリアが存在する。
最初に監視員がいるコーナーから半径10mの扇形の範囲は救える。
向かい側の縁から60の方向に対角線に向かっても10秒の時点では対角線まで到達しない。
最初に監視員がいた地点の反対側のコーナーを30°ずつ三分割したときの真ん中の対角線付近の30°のエリアで半径10mの扇形の外は10秒では到達しない。
10秒のt秒後に対角線上を泳ぐ監視員と、
向かい側の縁から進行方向に対して60°で飛びこみ、対角線に対して、
180°-60°-45°=75°の角度で泳いできた監視員が、同時に到達する地点がただ一点存在する。
15°と75°の直角三角形においてピタゴラスの定理より、向かい側の縁から60°の角度で飛びこむときの到達時間と、対角線上を泳ぐ監視員の到達時間で立式し、
5+5-√{(10√2-10-t)^2-t^2}(2/√3)(1/2)+√{(10√2-10-t)^2-t^2}(1/√3)+t=10+t

>>5-8
無限次元だとなんと表面しかないぞ。
（余）境界輪体とかコホモロジーだけで論じられるケースが多いから助かるけど。

>>11
へぇー何か想像もつかないな
まあ[0,1]^nの表面付近の占める体積の割合がどんどん増えるのは分かるけど
数学科だと何の授業でやるんだろうか

>>11
うわ、ホントだ。
境界しかないね。
(　･∀･)つ〃∩ へぇ〜へぇ〜へぇ〜

>>9
イナ氏に代わって作図の練習に１０秒で到達できる範囲の図を書いてみました。
先に上に行ってから右に行くのも付け加えました。

https://i.imgur.com/92wYLCv.jpg

前>>10
>>14惜しい!!
白い空白部分を実線で囲んで、真ん中ら辺に最遅到達点の印があれば正解。

この図に4本の直線が浮かび上がってるのを読み取れないのがイナの限界だな。

>>15
せっかくなので秒数を指定して描画できるようにプログラムしてみました。

８秒、９秒、１０秒、１１秒で到達できる範囲を描いてみました。

正解が１０から１１秒の間にあることが読み取れます。

https://i.imgur.com/e9mep6G.jpg

>>10
方眼紙に作図したら
１０秒以内に到達できない領域が白の部分と判明。
ここで疑問。
この白の部分の面積はいくつか？

（自作問題につき正解はもっておりませんので悪しからず）


https://i.imgur.com/mfbtwlU.jpg

>>18
中学生でもできる。

前>>15
問題は(10+t)秒のtを求めよってことなんだよ。 方程式立てて解こうとすると0=0になるからみんな放置して作図に精を出してんだよ。
でももうちょい作図すると出ると思う。

みんなって誰？
というかこの問題最初のレスで>>17の図の四角形が潰れる時刻求めてるじゃん。
この問題である時刻までに到達できない領域が四角形か六角形になる事に気づいてないのは君を含む極々一部だけで他の住人はみんなわかってるんだよ。
ただその極々一部のひとがアホほど意味ないレスつけてるからわかってない人間が多くいるように見えるだけ。
おそらくこの問題まだできてないのは2、3人しかいない。

>>13
>境界しかないね
これどうやって確かめたの

前>>20
監視員のいる反対コーナーと最遅到達点と縁の向こう側の飛びこみ地点を結ぶ三角形において、正弦定理よりtの二次式を立てこれを解き、tの値を出そうとしてtにiがかかってる状態。

>>8
立方体回転で感じれない？

>>24
どういうこっちゃ

何か安直に単位n次元立方体の厚さ(e/2)の皮が占める体積の割合考えて
(1^n-(1-e)^n)/1^n=1-(1-e)^n -> 1 (n->∞)
で良いような気がしてきた

前>>23
図を描くとtの値は11秒弱なんだけど、
計算結果は今のところ、
10+t=13.81376309……(秒)
もうちょいだなぁ。
約分間違えたかなぁ。

>>22
直積位相の定義。
任意のx∈I^∞の点とその開近傍の基U=Π(ai,bi) (xi∈(ai,bi), 有限個を除いてai=-∞、bi=∞)をとるときUは必ずI^∞でない点を含む。
つまり内点なし。

I^∞って（射影）極限か
ちょっと過激では

>>29
しかし>>11は無限直積の意味でしょ？
多分。

前>>27
t/(10√2-10-t)=sin15°
t=(10√2-10-t)sin15°
=(10√2-10)sin15°-tsin15°
(1+sin15°)t=10(√2-1)sin15°
t=10(√2-1)sin15°/(1+sin15°)
=0.851642332……
10+t=10.851642332……(秒)
60°よりもっといい飛びこみ角があるってことか。

前>>31
t/(10√2-10-t)=sin13°
t=(10√2-10-t)sin13°
=(10√2-10)sin13°-tsin13°
(1+sin13°)t=10(√2-1)sin13°
t=10(√2-1)sin13°/(1+sin13°)
=0.712964721……
10+t=10.712964721……(秒)
縁からバサロが速いってか。

>>28
位相は良く知らないんだけど、x中心の半径超小さい球をとればxの開近傍でI^∞に含まれるように出来ると思うんだけど

>>33
何故それを開近傍と呼ばないのかは多分数学科以外では教えてない。
すごい高度といえば高度、どうでもいいといえばどうでもいい話なので気にしなくていい。
理解しようと思うとまぁまぁ頑張らないとダメで、しかも数学科以外の人間には役に立たない。

>>34
距離空間だと球の内部は開集合ぐらいの認識なんだけど、無限次元の時だけ開集合じゃなくなる感じなのかな？
出来たらキーワードというかヒントとか教えて欲しい
ちなみに>>28でなぜ有限個を除いてai=-∞、bi=∞っていう制限が付くのかも知りたい

>>35
とりあえず直積空間の定義は
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E7%A9%8D%E4%BD%8D%E7%9B%B8
で何故こういう定義になるかというと
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%84%E5%BD%B1%E6%A5%B5%E9%99%90
平たくいうとXiの直積空間Xは
�@第i成分を取り出す写像X→Xiが連続にならないと困る。
そのためにはある程度たくさん開集合がないとダメ。
�A成分の空間への連続写像の組みfi:Y→Xiが与えられたら、それを第i成分とするような連続写像f:Y→Xが作れないと困る。
そのためにはあまりXに開集合がありすぎても困る。
の両方の要請を満たすのがwikiにある定義。
有限個を除いてai=-∞、bi=∞でないとダメというルールがないと開集合が増え過ぎて�Aを満たさなくなってしまう。

>>32
監視員はプールの水を抜けばいいんだよ。

>>36
とりあえず積空間の普遍性が開近傍に有限個を除いてai=-∞、bi=∞という条件を要請してて
ゆえにどんなxの開近傍をとってもI^∞からはみ出てしまうっていう流れなのかな
>有限個を除いてai=-∞、bi=∞でないとダメというルールがないと開集合が増え過ぎて�Aを満たさなくなってしまう。
これ証明するの難しそうだが気になる
とりあえず積位相が射影極限の特殊なケースだってのは理解したがこれは積位相の普遍性だけ気にしてればあんまり考えなくても良いことっぽいな

前>>32
>>37
10秒で遠浅にはならんら。

>>38
証明はそんなに難しいわけではないよ。
数学科の学生さんや卒業生なら腕試しにちょうどいいくらい。

>>40
これを見て理解した
https://www.rs.tus.ac.jp/a25594/2018-2019_General_Topology.pdf
位相の生成の時に有限個の共通部分をとる操作と、射影p_i:X->X_iの逆像が第i成分以外X_j全体になるってところが有限の添え字を除いて空間全体(-∞,∞)っていう制限の由来だったのか
射影を連続にする最弱の位相を入れようとすると自然と開近傍の第i成分が第i空間全体を覆ってしまうほどでかくなるってのは面白いね
大まかな流れを示してくれてありがとう

前スレの
「V_n={(x_1,..,x_n)∈[-1/2,1/2)^n | -1/2≦x_1+..+x_n<1/2} の体積が
|V_n|=(1/π)∫[-∞,∞](sinx/x)^(n+1)dx であることを示せ。」
という問題の難易度はどれくらいで解答パターンはいくつぐらいあるのだろうか？

>>33
>>28,30に書いている解釈だと無理

>>34
>何故それを開近傍と呼ばないのかは多分数学科以外では教えてない。
開近傍でもイイヨ
位相が違うだけ

>>35
座標への射影に関する弱位相入れるのが普通だから
別の位相でもイイ

>>45
>>33はx中心の開球でI^∞に収まるようなものをxの開近傍として取れるのではと言ってるが
>>34は積空間の普遍性を満たすような位相を入れると>>34の開球は開近傍にはならないと言ってるのでは

>>47
×>>34の開球
○>>33の開球

そもそも大元の>>11が気になるんだけど。
コホモロジー使うとか言ってるけど可縮じゃないのかな？

前>>42
10秒77では到達できなくて10秒85で到達できるエリアで溺れた人は監視員によっては救えるけど監視員によっては救えない運命にあるってことか。

前>>51
対角線上に監視員からx(m)の位置で溺れた人のとこに手前の縁から進行方向に対して60°に飛びんでも、向こう側の縁から進行方向に対して60°の方向に飛びこんでも同時に到達するとすると、
(x/√2-x/√6)(1/2)+(x/√2)(2/√3)=5+{10-(10-x/√2)(1+1/√3)}(1/2)+(10-x/√2)(2/√3)
辺々2√6掛けて、
(3+√3)x=10√6+√6(x/√2-10/√3-x/√6)+40√2-4x
(3+√3-√3+1+4)x=10√6-10√2+40√2
8x=(10√6+30√2)
x=5(√6+3√2)/4
=8.36516304……
∴5秒進んで直角に曲がって5秒から10秒までのあいだに60°の方向に飛びこむといい。

惜しいねぇ

前>>52
向こう側の縁からθの角度で飛びこんだ監視員が泳ぐ時間は、
(10-x/√2)秒。
突き当たりを直角に曲がって飛びこむまでの時間は、
{10-(10-x/√2)(1+1/cosθ)}(1/2)
=5-(5-x/2√2)(1+1/cosθ)
=-5/cosθ+x/2cosθ√2+x/2√2(秒)
これらと最初のコーナーまでの5秒を足すと救出時間は、
(1/sinθ)(10-x/√2)-(1/2cosθ)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
微分すると、
-1/sinθ√2+1/2cosθ√2+1/2√2=0
-2/sinθ+1/cosθ+1=0
-2cosθ+sinθ+sinθcosθ=0
(2-sinθ)cosθ=sinθ
cosθ=sinθ/(2-sinθ)
sin^2θ+{sinθ/(2-sinθ)}^2=1
sin^2θ(2-sinθ)^2+sin^2θ=(2-sinθ)^2
4sin^2θ-4sin^3θ+sin^4θ+sin^2θ=4-4sin^2θ+sin^4θ
4sin^3θ-9sin^2θ+4=0
sin^3θ-(3sinθ/2)^2+1=0
sin^3θ+1=(3sinθ/2)^2
3sinθ/2-√(sin^3θ+1)=0になるθを探すと、
θ=57.465773447629°のとき、
(3/2)(sin57.465773447629°)-√((sin57.465773447629°)^3+1)=0となり極大値を与える。
向こう側の縁から57.465773447629°の方向に飛びこむと最速で救出できる。
救出時間は、
(1/sin57.465773447629°)(10-x/√2)-(1/2cos57.465773447629°)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
=(1/sin57.465773447629°-1/2cos57.465773447629°)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
=2.56432763+5+x(1/2√2-0.256432763/√2)
=7.56432763+0.172228045x
10＜x≦10√2
救出時間が9秒台。あまりにも速すぎる監視員。

また遠のいた

>>18
円の共通接線の方程式
↓
交点の座標
↓
三角形に分割した辺の長さ
↓
ヘロンの公式

は計算が複雑過ぎて俺には無理だな。

t=10の時点で下ヘリの直線が(20,0)を通る傾き1/√3の直線とわかれば簡単。
座標設定しなくても下側の頂点からx軸に垂線下ろして直角二等辺三角形と台形に分ければ相似な三角形出まくる(1:1:√2のやつと1:2:√3のやつしか出てこない)のでそれを利用すれば中学生でも解ける。
ちなみに四角形が潰れる時点の算出も上手く補助線引けば中学生でもできる。
もちろん共通接線が1m/秒でそれぞれ傾き√3と1/√3を保ちながら平行移動している事がわかる前提だけど。

前>>54
>>57
θ=60°のとき、
微分=0より、
3sin60°/2-√{sin^3(60°)+1}=0.0147020699……
≠0
●●ヘリの傾きは1/√3より少し小さいとわかった。y切片もどうだろう。手描きで20超えてる。中学生には無理だと思う。

>>58
頭使って考えてないからわからんのだよ。
>>14の図のx軸上に中心がある円を描く作業をどんどん続けていったらどこで半径0になるかわからんかね？その点を通ってx^2+y^2=100に接する直線はきみにはお手上げ？

>>58
原点スタート右上ゴールに採れば円三つ（原点中心, 右下の角中心, 右上の角中心）書くだけで解けるよ
辺の比1:2:√3の直角三角形と一次関数が分かる中学生なら解ける

前>>58
θ=57.465773447629°
向こう側の縁から飛びこむ角度が57.465773447629°ということは、
監視員が最初にいるコーナーの対角コーナーから、泳ぐ経路に引いた垂線が、向こう側の縁となす角は、
90°-57.46773447629°=32.53226552371°
対角線となす角は、
45°-32.53226552371°=12.46773447629°
監視員が10秒過ぎてから救出地点に達するまでに泳いだ時間t(秒)または距離t(m)は、
(10√2-10-t)sin12.465773447629°=t
(10√2-10)sin12.465773447629°=t+tsin12.465773447629°
t=(10√2-10)sin12.465773447629°/(1+sin12.465773447629°)
=0.735371693
到達時間10+t=10.735371693(秒)

謎の57.‥°にこだわってる限り永遠に答えは出ないねぇ。

前>>61
>>62なぞは解ける。微分して極値を求めない人にはわからない。
>>54で救出時間を微分して=0のときθ=57.465773447629°
飛びこむ角度、飛びこむ地点、泳ぐ距離、救出時間、すべて求まる。
60°は当たりをつけただけだ。それで近い値は出る。実際に速いのは61°なのか59°なのか、監視員のとっさの判断を計算で求めることに数学の意味があると思う。
57°や58°はだれでもやる。57.465773447629°をやった者だけが味わいうる解放感がある。

>>63
その微分計算がおかしいと何故思わん？
>>14の図の直線の最先端、つまり直線と接している各円とその中心のプールサイドとのなす角は何度だね？
なんで図に直線が現れたらその直線の方程式を求めてみようと思わんの？
そういう問題云々いう以前の部分まるっきしダメダメなんだよ。

前>>63
>>64
60°や30°や45°で当たりをつけるのはいいと思う。でも結局はθで一般式を立てなきゃ正確な値が出ないと思う。
60°よりちょっと早いタイミングで飛びこむと、縁の距離が短くなって泳ぐ距離は長くなる。けど全体として距離は少しだけ短くなるし、直角に飛びこむのはたしか30°の方向に飛びこむときと同じだと思ったから、それなら少し早めに飛びこむと速いと思った。
せめぎあいだと思う。
微分=0で極値を求めるでいいと思う。
ちょっと勇気があれば微分できる。そんなに難しくなかった。

イナwolfram先生の採点。
(0,0) から(1,1)までかかる所要時間。
何度で最小かね？

57度かね？
https://www.wolframalpha.com/input/?i=plot+%281-cot%28x%2F180*pi%29%29%2F2%2B1%2Fsin%28x%2F180*pi%29+from+55+to++65&;lang=ja

>>57
レスありがとうございます。
秒数を指定して描画できるようにプログラムを作ったついでに
時間ｔの時の空白面積を算出するプログラムを作ろうと思っていたんだけど複雑すぎて諦めました。

>>65
wolfram先生に微分をお願いした
https://www.wolframalpha.com/input/?i=%28%28a-b+cot%28x%29%29%2F2%2Bb%2Fsin%28x%29%29%27&;lang=ja

d/dx(1/2 (a - b cot(x)) + b/sin(x)) = 1/2 b csc(x) (csc(x) - 2 cot(x))

csc(x)=1/sin(x)
cot(x)=cos(x)/sin(x)
つまりくくると
= 1/2 b csc(x) 2/sin(x)(1/2- cos(x))
ですわ。
イナ君よ。1/2-cos(x)はどこで符号が変わるかね？
57.‥のところかね？

前>>65
>>69微分は難しいから、相手よく見て。
泳げる人や縁の近くにいる人は救出しなくていい。
まぁでも溺れてる人は自分が縁にいるとわかってないから溺れてるわけだし、縁からひっぱりあげることは必要。
ただ安易に飛びこむと監視員が溺れることになりかねない。距離が長いときは注意しないと。
縁をまっすぐ10秒でいいと思う。

大体考えたらわかるでしょ？
大学入試の問題で最小値をとる角度が60°みたいないわゆる"有名角"になってるかどうかはともかくとして、答えないといけない最小値自身は計算機使わないと答えでないような中途半端な値なわけないやん？

前>>70
>>71
入試の問題かどうかは知らない。
最速何秒か求めようと微分して分子=0で極値を求めたらたまたま出た。
その値に端数が出たので違うとかあってるとか言われても知らない。

無限の「表面」ネタを押し流すために頑張ってるようにすら見えるな。このコテ。

無限は表面しかない。
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1580398458/


立てた。

>>72
何も出てない。
強いて言えば間違った答えが出ただけ。
もはや永遠にイナのレスから正解が出る事はないのだろうか？

>>74
荒い位相だからね

前>>72
>>75そのときはわかって確信を持って書いてるけど、時間が経つとなんのことだかさっぱりわからない。
とにかく同じ思考にたどり着くまでに時間がかかるからちょっと待ってほしい。
ほんとに俺が解いたのかと思うぐらい計算間違いをしてる可能性もあるし、逆にどこか間違えたまま計算はあってる可能性もある。

前>>77
y=-(1/√3)(x+10)+10
y=(x+10/√2)√3+10/√2
の交点のx座標は、
-(1/√3)(x+10)+10=(x+10/√2)√3+10/√2
x=-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4
y座標は、
y=-(1/√3)(-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4+10)+10
=15/2-5√3/2+5√6/4+5√2/4
この交点を通り、傾きが、
(√3-1)/(√3+1)の直線と、y=-xの交点のy座標をYとおく。

前>>78
-x={-(√3-1)/(√3+1)}(-x-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)+15/2-5√3/2+5√6/4+5√2/4
Y={-(√3-1)/(√3+1)}(Y-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)+15/2-5√3/2+5√6/4+5√2/4
(√3+1)Y=-(√3-1)(-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)+(√3+1)(15/2-5√3/2+5√6/4+5√2/4)
2Y√3=-(4-2√3)(-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)+2(15/2-5√3/2+5√6/4+5√2/4)
Y=(-2/√3+1)(-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)+15/2√3-5/2+5√2/4+5√2/4√3
=-2/√3(-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4)-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4+15/2√3-5/2+5√2/4+5√2/4√3
=5/√3-5+15√2/2√3+5√2/2-5/2+5√3/2-15√2/4-5√6/4+15/2√3-5/2+5√2/4+5√2/4√3
=25√3/6-10+50√6/12
救出時間=5+{Y+(10-Y)√3}/2
=5+{25√3/6-10+50√6/12+(10-25√3/6+10-50√6/12)√3}/2
=5+(25√3/6-10+50√6/12+20√3-25/2-50√2/4)/2
=5+(145√3/6+50√6/12-45/2-50√2/4)/2
=5+145√3/12+25√6/12-45/4-25√2/4
=145√3/12+25√6/12-25/4-25√2/4
=10.9432161……(秒)

前>>79
>>61のほうが速い。

4次元世界の問題

一辺の長さが10mの立方体のプールの一つの角に監視員を置く.この監視員は水中は秒速1mで,プー ルの縁上は秒速 2m で移動するものとする.この監視員がプールのどこへでも到達しうるには，最短で何秒 必要か計算せよ.

>>81
プログラムを組んでやってみた。

監視員の座標を(0,0,0)とすると、
> opt[1]
$par
[1] 7.691099 7.691099 7.691099
への到達が最も時間がかかり、

> opt[2]
$value
[1] 13.26518
秒とでてきた。

後は数理の達人の解析解と一致するかを待つまつのみ。

>>82
この点に到着する最短ルートは
(1.41135,0,0) (0,1.41135,0) (0,0,1.41135)のいずれかから水中に入るという結果になった。

数理的には偏微分して解くのかな？

理論値とまぁまぁ離れてるな。
まぁこっちの持ってる解も100%自信があるわけではないけど。

>>83
それおかしくない？
その入水地点(1.41135,0,0)から直線y=x,z=0に下ろした垂線の足から入水すれば歩く距離も泳ぐ距離も短くならない？

>>85
プールサイドからしか入水できないという前提じゃないの？　プールの壁のどの点からでも入水できるということなら俺は全く別物を計算していることになる。

# O (Oから水没)
# O-X(X軸上から水没)
# O-X-Y(Xを全長走行してY軸上から水没)
# O-X-Y-Z(X,Yを全長走行してZ軸上から水没)
という風にして時間を計測したんだけど。

つまり、横に5m走ってから上に5m走った点から目標にむけて入水も可能という設定ですか？

>>87-88
もちろん設定は4次元なんだからプールサイドは立方体の表面ですよ？
表面どこからでも入水可能です。

>>88
立方体の辺からしか入水できないものとしてプログラムを組んだのでやり直します。

>>89
プログラムをやり直してみた。

> opt$objective
[1] 8.327796
秒で

> opt$maximum*e
[1] 5.293786 5.293786 5.293786
が座標

という結果になった。

入水する座標は　(1.965991, 8.621582, 10)となった。

多分違う。
二次元のときと同じで入水地点からの泳ぐ経路と入水した面のなす角は60°である事が必要だけど60°になってません。

多分違う。
二次元のときと同じで入水地点からの泳ぐ経路と入水した面のなす角は60°である事が必要だけど60°になってません。

前>>80
>>54の前半と、
>>61で最小値あってるよね？

あってない。
もう諦めよう。

ちなみにウソだと思うなら2007 東工大 AO入試で検索してみるといい。
山ほど5+10/√3出てくるから。
これだけ時間かけてまだダメならもう無理でしょう。

前>>96
10.7735秒より10.735秒のほうが速い。

じゃあよかったじゃん。
おめでとう。
じゃあネット中に転がってる解答は全部間違ってるんだね。
すげーじゃん。イナ。
世間に転がってる解答の上を行ったんだね。

前>>97
>>98わずか5+10/√3-10.735371693=0.0381309989(秒)速いだけだけど、勝ててよかった。救えない命が救えるタイムだと思う。

うん、諦めが肝心。

>>93
ありがとうございます。

ｘ＝１０の平面（壁）から入水する場合にはｚ＝０の壁を通るルートとｙ＝０の壁を通るルートの二つがあるのを見逃していました。

そこを修正してみたら、

> opt$objective # 最短でも必要な秒数
[1] 11.74535

最も時間がかかる位置は
> (Scrit=opt$maximum*e) # 最遅点の座標Scritical = 対角線上距離×方向単位ベクトル
[1] 7.466237 7.466237 7.466237

入水する点はのいずれか
(6.541114, 6.541114,10)
(10, 6.541114,6.541114)
(6.541114,10, 6.541114)

とういう数字になりました。

まだ、別のバグがあるかもしれません。

解析解を求めようとしましたが、きれいに出そうもないので、最後はNSolveを使いました。結果は次です。

(x,x,0)、あるいは、(10,y,y)で、水中に進入して、(p,p,p)　へ向かったときに要する時間 t　が最大必要時間。ただし、
x= 4.4181491667177352242257646161...
y= 6.5411105380457743031791097544...
p= 7.4662212132535098497019158523...
t=11.7453528906822212444517842198...

>>101
入水角度
> asin(h/r)*180/pi # 理論値=60°
[1] 62.69019
になったから、数値解での誤差なのか、プログラムのバクの可能性も十分にあるな。

最適化のアルゴリズムをNelder-Mead法に変えて計算し直してみた。

> opt$objective # 最短でも必要な秒数
[1] 11.69816

> (Scrit=opt$maximum*e) # 最遅点の座標Scritical = 対角線上距離×方向単位ベクトル
[1] 7.43622 7.43622 7.43622

> sim(opt$maximum,print=T) # 最遅点に最速で到達する経路を表示
Z10 Y10 X10 : 11.69816

> (Jz=c(jmpz$par,Lz)) # 入水点の面z=10での座標
[1] 6.074329 6.855617 10.000000

この時の入水角度は

> asin(h/r)*180/pi # 理論値=60°
[1] 59.99515

理論値と近似した！

後は、出題者の解析解と一致しているかが楽しみ。

>>102
その数値だと入水角度がぴったり６０度になりました。
> x= 4.4181491667177352242257646161
> p= 7.4662212132535098497019158523
> Scrit=c(p,p,p)
> h=p
> J=c(x,x,0)
> r=dit(Scrit,J,1)
> asin(h/r)*180/pi
[1] 60

>>97
√3の小数表示から立方体プールの方に移ればいいじゃないの？
きれいな式での解は困難ということだから、計算が二次元プール以上に楽しめると思うんだけど。

>>105
>> > (Jz=c(jmpz$par,Lz)) # 入水点の面z=10での座標
>> [1] 6.074329 6.855617 10.000000

あれ、こんなところで、対称性の破れが、．．．

驚きました。手抜きすべきではありませんでした。
>>102　は取り下げます。

上記は
105 ではなく、>>104の間違いです。

>>107
対称性からいえば
Z=10の平面での入水点は
（6.074329 ,6.855617, 10)
（6.855617, 6.074329 ,10)
の二つがあることになり、

どちらを経由しても
所要時間は同じになりました（まあ、当然とでしょうけど）
> f(jmpz$par[1],jmpz$par[2])
[1] 11.698156288555285
> f(jmpz$par[2],jmpz$par[1])
[1] 11.698156288555285
>

理論値は

11.69815627019646153787418090069489267584187319472412254855

です。

ちなみに方程式は4次方程式なので手計算で答え出すのは大変ですが、wolfram先生にお願いすれば二重までの根号で出るようです。
方程式自体は簡単です。
むしろ難しいのは、方程式を立式する上で、二次元の場合なら当たり前で許してもらえる事が三次元ではそこまで当たり前に思えない事。
本問では所要時間最大になる点がx=y=z上にある事を示すのがやや難しい。
今のところ持ってる解法はあまり美しくない。

前>>99訂正。
前々>>97
前々の前>>94
>>54入水角度=57.465773447629°のときが最速とわかり、
>>61救出時間=10秒735371693

>>111
所要時間の式を偏微分して極値を出すのではないの？

>>114
所要時間のなす関数は最大値を与える点で偏微分不可能です。
理由は二次元の場合と同じく、関数の定義にminが入るから。
明らかに無視できる経路を除いて最短経路になる候補が６個あり、所要時間=min{f1,f2,‥,f6}の形になる。
各々のfiは偏微分可能ですが、求める点はいずれのfiの極値にもなってはいません。
x=y=zに制限してもダメ。
手持ちの解答の方針としては
・まず６個に絞る。
・x=y=zに絞る。
・実質二個になる。
・min{f1,f2}の最大値は？
です。
６個に絞るのはめんどくさいだけ。
x=y=zに絞るところが手持ちの解はあまり綺麗でない。
以下は簡単。

あ、ウソ言った。
・６個に絞る。
・実質２個に絞る。
・x=y=zに絞る
でした。
やってる事は東工大のと同じ。

>>114
個々のfをwolfram使って偏微分しようと思っていたけど無駄なんだな。
確かに自分のプログラムコードでもminを使っている。

>>112
話題は立方体に移っているよ。

前>>112
>>113偏微分。
それだと思う！
入水角度θと監視員が最初にいる地点から対角線上にある救出場所までの距離xという2つの変数がある。
xが一次だから解けたのかもしれない。

>>81
単純化のためp≧q≧rとし
経路a: (0,0,0) -> (x,y,0) -> (p,q,r)
経路b: (0,0,0) -> (0,y,z) -> (p,q,r)
経路c: (0,0,0) -> (x,0,z) -> (p,q,r)
とするとき、経路aの所要時間
t=√(x^2+y^2)/2+√((p-x)^2+(q-y)^2+r^2)
の極小値(∂t/∂x=0,∂t/∂y=0)を計算すると
t=(√(p^2+q^2)+√3 r)/2,
(x/p=y/q=1-r/(√3 √(p^2+q^2))のとき)
で、これは経路a〜cで最も小さい。
この所要時間はp=q=rのとき最大となり
t=((√2+√3)/2)p ----(1)

経路d: (0,0,0) -> (10,y,z) -> (p,q,r)
経路e: (0,0,0) -> (x,10,z) -> (p,q,r)
経路f: (0,0,0) -> (x,y,10) -> (p,q,r)
とするとき、経路aの所要時間
t=√((10+y)^2+z^2)/2 + √((10-p)^2+(q-y)^2+(r-z)^2), (y<zのとき)
t=√(y^2+(10+z)^2)/2 + √((10-p)^2+(q-y)^2+(r-z)^2), (y≧zのとき)
の極小値(∂t/∂x=0,∂t/∂y=0)を計算すると
t=(√3 (10-p)+√(q^2+(10+r)^2))/2,
((q-y)/y=(r-z)/(10+z)=(10-p)/(-(10-p)+√3 √((10+q)^2+r^2))のとき)
で、これは経路d〜fで最も小さい。
この所要時間はp=q=rのとき最大となり
t=(√3 (10-p)+√(p^2+(10+p)^2))/2 ----(2)

(1)(2)を連立させて
√(p^2+(10+p)^2)=(√2+2√3)p-10√3
これを解くと
p=(5/6)(15-4√6+√(249-96√6))
のとき
t=(5/12)(3+√6)(5√3-4√2+√(83-32√6))
=11.69815627...

>>119
(1)(2)を連立させての意味が直ぐには理解できなかったのでグラフにしてみました。

https://i.imgur.com/GG3h127.jpg

wolframに

local minimum sqrt(x^2+y^2)/2+sqrt((p-x)^2+(q-y)^2+r^2) where 0<x<10 and 0<y<10

local minimum sqrt((10+y)^2+z^2)/2 + sqrt((10-p)^2+(q-y)^2+(r-z)^2) where 0<y<10 and 0<z<10 and y<z

local minimum sqrt(y^2+(10+z)^2)/2 + sqrt((10-p)^2+(q-y)^2+(r-z)^2) where 0<y<10 and 0<z<10 and y>=z

を入力したけど、どれも上手くいかなかった。

所要時間はp=q=rのとき最大　というのが私には明らかでないので

座標をいれたら所要時間を計算する関数sim2を作ってコンピュータに最大値を探索させてみた。
探索を始める初期値によって収束しないこともあるので初期値を乱数発生させて収束したら表示するように設定。

> while(opt$convergence!=0){ #　初期値を乱数発生させて収束するまで繰り返す
+ opt=optim(par=sample(0:10,3),sim2,control = list(fnscale=-1),method='N')
+ }
> opt
$par
[1] 7.436222 7.436221 7.436221

$value
[1] 11.69816

$counts
function gradient
308 NA

$convergence
[1] 0

$message
NULL

コンピュータでの探索値では収束したらp=q=rになった。

>>122
>所要時間はp=q=rのとき最大　というのが私には明らかでないので
pを固定させてq,rをp≧q≧rの範囲で動かすことを考える。
このとき、所要時間はqまたはrの単調増加関数だから明らか。

>>123
立方体でなくて直方体のときも所要時間最大の点は
原点と最遠の頂点を結ぶ線上にあるのかな？

数値を変えて

オリンピックサイズ・プール50m×25mの水の入ったプールの一つの角に監視員を置く。
水深2.5mとする。
この監視員は世界記録で移動するものとする。
水泳100m自由形 46秒91で水中を移動
陸上100m9秒58でプールを囲む面を」移動
この監視員がプールのどこへでも到達しうるには，最短で何秒必要か計算せよ。

をやってみたけど、最遠の頂点が一番時間がかかるという結果になったので面白みがなかった。

ただ、所要時間最大点はこの頂点と原点を結ぶ線上にあるという前提でのプログラムなので結果には自信がない。

>>125
> 水深2.5mとする。
この情報いる？

それはともかく、対角までの時間は、
75*0.0958=7.185
で、例えばプールの中心までは
(25-12.5tan(asin(9.58/46.91)))*0.0958+12.5cos(asin(9.58/46.91))*0.4691≒7.88
じゃないの？

> 所要時間最大点はこの頂点と原点を結ぶ線上にあるという前提
そんな根拠はない、というか間違いだろう
ぱっと考えられるのが、対角の2等分線上が考え付くが、それを採用するにも根拠がいる

陸上の速度をv、水中の速度をwとし、m=w/√(v^2-w^2)とする。
プールを0<x<a、0<y<bとする。
辺y=0から入水してt秒後に到達できる領域はmx+y≦mvt、
辺x=0から入水してt秒後に到達できる領域はmy+x≦mvt、
辺y=bから入水してt秒後に到達できる領域は-y+mx≦-b+mvt、
辺x=aから入水してt秒後に到達できる領域は-x+my≦-a+mvt
である。
方程式
mx+y=mvt‥�@、my+x=mvt‥�A、
-y+mx=-b+mvt‥�B、-x+my≦-a+mvt‥�C
において
�@�B�Cを連立して得られるtをt1、
�A�C�Bを連立して得られるtをt2とすれば到達時刻の最大値はmin{t1,t2}である。

前>>126
>>54修正。
向こう側の縁からθの角度で飛びこんだ監視員が泳ぐ時間は、
(10-x/√2)/sinθ(秒)

表記ミスがあった。計算が間違ってなければいいんだけど。

>>127
z軸もあるから水深は必要。

>>123
経路 a のt をqで偏微分すると
(q - y)/√((p - x)^2 + (q - y)^2 + r^2)
増加関数と言いるんだろうか？

>>131
そっちじゃなくて、tの極小値のほう
t=(√(p^2+q^2)+√3 r)/2,
これは明らかにqまたはrの増加関数

>>127
立体だと複雑になるので平面で考えて

横２０ｍ縦１０ｍのプールで陸上速度毎秒２ｍ、水中速度毎秒１ｍで１５．５秒で到達できる範囲を描画してみました。

https://i.imgur.com/xZrdUpX.jpg

ご指摘の通り、対角線上に所要到達時間最大点があるというのは間違いであると確認できました。

>>133
すいません、プログラムにバグを発見したので撤回します。m(__)m

気づいたバグを修正して長方形プールで描画しました。
対角線と対角二等分線をあわせて描画しました。


横２０ｍ縦３０ｍのプールで陸上速度毎秒２ｍ、水中速度毎秒１ｍで２６秒で到達できる範囲
https://i.imgur.com/vfPdQff.jpg

横３０ｍ縦２０ｍのプールで陸上速度毎秒２ｍ、水中速度毎秒１ｍで２６秒で到達できる範囲
https://i.imgur.com/WS21BMz.jpg

>127の直感通り、対角の２等分線上に所要時間最頂点が位置するようです。

>>132
レスありがとうございます。
立法体なのでp≧q≧rという仮定が許されるということと理解しました。

>81の問題を立方体から直方体に拡張して考えてみた。

オリンピックサイズ・プール50m×25mで水深2.5mの水の入った直方体プールの一つの角に監視員を置く。

この監視員は世界記録で直方体の面上や水中を移動するものとする。
水泳100m自由形 46秒91で水中を移動
陸上100m9秒58でプールを囲む面を」移動
この監視員がプールのどこへでも到達しうるには，最短で何秒必要か計算せよ。


立方体でなくて直方体のときには、所要時間最大の点は原点と最遠の頂点を結ぶ線上にはない、ということを教えていただいたのでプログラムを組み直した。

所要時間最大点の座標
par
[1] 49.980916 24.788643 2.288643

所要時間
$value
[1] 5.552414

という数値がでてきた。

探索初期値設定により、結果がばらつくけど

多数派意見(？）は

> opt
$par
[1] 49.06521 23.86881 1.36881

$value
[1] 5.855706

$counts
function gradient
256 NA

$convergence
[1] 0

$message
NULL
になった。

確かに、この方が到達時間が長い。

>>128
�B�Cの交点が頂点(a,b)にある角の二等分線上lなのでt1での�@�B�Cの交点もt2での�A�B�Cの交点もl上。
よくよく考えたらt1=t2だった。

>>139
ウソ書いた。
a,bの大小とt1,t2の大小は一致するでした。

前>>129問題(前スレ760)
向こう側の縁からθの角度で飛びこんだ監視員が泳ぐ時間は、
(10-x/√2)/sinθ(秒)
突き当たりを直角に曲がって飛びこむまでの時間は、
{10-(10-x/√2)(1+1/cosθ)}(1/2)
=5-(5-x/2√2)(1+1/cosθ)
=-5/cosθ+x/2cosθ√2+x/2√2(秒)
これらと最初のコーナーまでの5秒を足すと救出時間は、
(1/sinθ)(10-x/√2)-(1/2cosθ)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
微分すると、
-1/sinθ√2+1/2cosθ√2+1/2√2=0
-2/sinθ+1/cosθ+1=0
-2cosθ+sinθ+sinθcosθ=0
(2-sinθ)cosθ=sinθ
cosθ=sinθ/(2-sinθ)
sin^2θ+{sinθ/(2-sinθ)}^2=1
sin^2θ(2-sinθ)^2+sin^2θ=(2-sinθ)^2
4sin^2θ-4sin^3θ+sin^4θ+sin^2θ=4-4sin^2θ+sin^4θ
4sin^3θ-9sin^2θ+4=0
sin^3θ-(3sinθ/2)^2+1=0
sin^3θ+1=(3sinθ/2)^2
3sinθ/2-√(sin^3θ+1)=0になるθを探すと、
θ=57.465773447629°のとき、
(3/2)(sin57.465773447629°)-√((sin57.465773447629°)^3+1)=0となり極小値を与える。
すなわち向こう側の縁から57.465773447629°の方向に飛びこむと最速で救出できる。
監視員が最初にいるコーナーの対角コーナーから、泳ぐ経路に引いた垂線が、向こう側の縁となす角は、
90°-57.46773447629°=32.53226552371°
対角線となす角は、
45°-32.53226552371°=12.46773447629°
監視員が10秒過ぎてから救出地点に達するまでに泳いだ時間t(秒)または距離t(m)は、
(10√2-10-t)sin12.465773447629°=t
(10√2-10)sin12.465773447629°=t+tsin12.465773447629°
t=(10√2-10)sin12.465773447629°/(1+sin12.465773447629°)
=0.735371693
到達時間10+t=10.735371693(秒)

xで微分してそれが0になるθ探してどーするん？
微分の意味がまるで分かってない。
結局意味もわからずやり方だけ覚えたらいいと思ってるから一つも前進しない。

前>>141問題(前スレ760)再考察。
救出する最遠方地点は監視員が最初にいる位置から対角線上x(m)にあると見て、向こう側の縁からθの角度で飛びこんだ監視員が泳ぐ時間は、
(10-x/√2)/sinθ(秒)
突き当たりを直角に曲がって飛びこむまでの時間は、
{10-(10-x/√2)(1+1/cosθ)}(1/2)
=5-(5-x/2√2)(1+1/cosθ)
=-5/cosθ+x/2cosθ√2+x/2√2(秒)
これらと最初のコーナーまでの5秒を足すと救出時間は、
(1/sinθ)(10-x/√2)-(1/2cosθ)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
xで微分し、
-1/sinθ√2+1/2cosθ√2+1/2√2=0とすると、
-2/sinθ+1/cosθ+1=0
-2cosθ+sinθ+sinθcosθ=0
(2-sinθ)cosθ=sinθ
cosθ=sinθ/(2-sinθ)
sin^2θ+{sinθ/(2-sinθ)}^2=1
sin^2θ(2-sinθ)^2+sin^2θ=(2-sinθ)^2
4sin^2θ-4sin^3θ+sin^4θ+sin^2θ=4-4sin^2θ+sin^4θ
4sin^3θ-9sin^2θ+4=0
sin^3θ-(3sinθ/2)^2+1=0
sin^3θ+1=(3sinθ/2)^2
3sinθ/2-√(sin^3θ+1)=0になるθを探すと、
θ=57.465773447629°のとき、
(3/2)(sin57.465773447629°)-√{(sin57.465773447629°)^3+1}=0となり極小値を与える。
すなわち向こう側の縁から57.465773447629°の方向に飛びこむと最速で救出できる。
監視員が最初にいるコーナーの対角コーナーから、泳ぐ経路に引いた垂線が、向こう側の縁となす角は、
90°-57.46773447629°=32.53226552371°
対角線となす角は、
45°-32.53226552371°=12.46773447629°
監視員が10秒過ぎてから救出地点に達するまでに泳いだ時間t(秒)または距離t(m)は、
(10√2-10-t)sin12.465773447629°=t
(10√2-10)sin12.465773447629°=t+tsin12.465773447629°
t=(10√2-10)sin12.465773447629°/(1+sin12.465773447629°)
=0.735371693
到達時間10+t=10.735371693(秒)

>>143
直前のレス読んでるか？
xで微分してそれが0になるところ求めてどーするん？
それで何で所要時間が最小になるθが見つかるの？
微分というのが何か？
それで何故最小値が求まるのかという当たり前の理屈が分かってないから答えられないんだよ。
何度も解答見直した？
xで微分した。
＝0としてθについて解いた。
あれ？なんでコレで答え見つかるんだっけ？と自分に問い直してみないの？

前>>143
>>144前スレ760を見たら、なんで答えがみつかるかを説明せよとは問われてない。
ただ最短となる時間を計算せよとある。
だから計算した。そんなけ。AO入試ってなんだ？　と思って調べたら、論文みたいだった。答えはこうじゃないかああじゃないかと思案検討し計算する姿勢が求められてるんじゃないかと思う。
なんでxで微分して答えがみつかるか知りたい気もするし、べつに知りたくない気もする。
入水角度が60°のときも計算した。60°のときは計算しやすいけど最短でということでは角度が甘いと思った。

>>145
なんで答えが微分でもとまるか書けといわれてないから書かなくていい、分かってなくていいって思ってるからいつまで経ってもデキフるようにだけならないんだよ。
思案検討ってなんで微分したら答えがわかるという事は思案したの？
してないよね？
なーんにも考えてないよね？
なんとなく最小値求める時は微分。
でもθで微分なんてできない。
よーしxで微分してみよう！
おぉできた。
60°っぽいぞ！
きっとみんなの答えより正確なハズだ！
カッコいい！オレ！
‥‥
そういうのは思案とはいわん。

>>81です。>>119さんの解答がほぼ用意してた解答です。
ひとつだけコメント。
たとえば経路a: (0,0,0) -> (x,y,0) -> (p,q,r)において(x,y,0)についての極小値の出し方なのですが、
これは距離関数d(A,P)のPについての全微分が
d d(A,P)=e(A,P) dP (e(A,P)はAPベクトルと同じ向きの単位ベクトル、以下同じ）
になることを用いると意味がはっきりします。
この時の所要時間Tは(p,q,r)をAとおいて陸上の速度をv、水中の速度をwとして
T = d(O,P)/v + d(A,P)/w
なので
dT = (e(O,P)/v + e(A,P)/w)dP
となります。
これが任意のz=０内のdPについて0になるのはe(OP)/v + e(A,P)/wがxy平面の法線ベクトルと平行になるときで、
すなわちe(OP)/v + e(A,P)/wのxy平面への射影が0になるときです。
これはAxyから平面へおろした垂線の足HがOPの外分点であり、
かつe(A,P)をxy平面へ射影したものの長さがw/v=1/2となるとき、すなわち∠APHが60°となるときです。
よってこの場合PはHからOの方向へPH/√3だけ移動した点なので
f1(p,q,r)=(√(p^2+q^2)-r/√3)/2 + 2r/√3/1 = √(p^2+q^2)/2 + √3/2r
が経路aの極小値です。
経路b,cは文字入れ替えるだけ、経路dについては同様に考えて
f4(p,q,r)=√((10+q)^2+r^2)/2 + √3/2(10-p)
となります。

前>>145
>>146困ったら微分。
それしかない。
60°のときを考えるのはだれでもする。けどそのまま答えは60°のときとするのは高校生まで。
大人は困ったら微分する。
60°のときじゃない、と思ってθと置いたわけで、苦しんで微分するために置いたんじゃない。
未知数xの方程式を微分して極値を与える角度θを出したら60°になるよりちょっと手前で入水したらいいとわかった。問題ない。

>>148
ちょっと確認させて欲しい。

> 未知数xの方程式を微分して極値を与える角度θを出したら60°になるよりちょっと手前で入水したらいいとわかった。問題ない。

コレは本気で書いてるのか、それともココで引き下がったらレスバに負けるから間違ってるの承知でむりくり押し通してやろうと考えてるのかどっち？
もしかしてxで微分してもいいと本気で思ってるん？
xで微分しようがθで微分しようが好きな方で微分していいと本気で思ってるの？

前>>148
>>149どうやって解いたんだ？　と思って解きなおしたら何度やっても解けなくて、計算間違いかなぁと思ってあきらめかけた。
計算間違いじゃなくxで微分して極小値を与える角度θを出したんだとわかった。
一度はやろうとしたxとθの両方で微分するとどうなるか、またθで微分するとどうなるか、ぜひやってみてほしい。
xで微分して極小値を与える角度θを出して救出時間を出したのはまだ俺だけだと思う。今のところ正しいかどうか比べるものがない。なぜかみんな三次元がいいとか言って潜水してしまって、無人島にいる感じ。入水角度θ=60°のときより速いことは調べた。

>>150
だからxで微分しても正しい答えはでないと何度も指摘してるじゃん？
入水角が60°でない経路は最小にはなり得ません。
もし本気で出てる答え5+10/√3より小さい答えが出たと言い張るなら既出の答えの最小到達時間が最大になる点
(5(1+1/√3),5(1+1/√3))
=(7.886751345948, 7.886751345948)
に
5+10/√3 = 10.773502691896
より先に到達できる経路を明示しないとダメ。
わかる？明示？
要するにx=x.xxx‥の地点から入水したら10.77350‥より早く到達できるというx.xxx‥を一つでも見つければいい。
まぁやってごらんなさいな。

>>148
びぶんのことはびぶんでやれ、という高木貞治を想い出したよ。

7.886751345948/sin(57.465773447629deg)+7.886751345948(1-1/tan(57.465773447629deg))/2
=
10.7826518083

(10-7.886751345948)/sin(57.465773447629deg)+(10-(10-7.886751345948)(1+1/tan(57.465773447629deg)))/2+5
=
10.7759541902

いずれの経路でも 10.773502691896秒より前に到達できない。

前>>150
>>61到達時間10+t=10.735371693(秒)
＜10.7735……
入水角度θ(°)、到達時間10+t(秒)、あとは──。
>>151入水地点は、
つきあたりからの距離、
10-(10-x/√2)(1+cosθ/sinθ)に、
θ=57.465773447629°と、
xを代入するとわかる。
xは到達時間、
5+{10-(10-x/√2)(1+cosθ/sinθ)}(1/2)+(10-x/√2)(1/sinθ)=10.735371693にθ=57.465773447629°を代入し、
5+5-(5-x/2√2)(1+cos57.465773447629°/sin57.465773447629°)+(10-x/√2)(1/sin57.465773447629°)=10.735371693
=5+x/2√2+(x/2√2)(0.637910393)-5(0.637910393)+(10-x/√2)(1/sin57.465773447629°)=10.735371693
求めたxを代入すると入水地点もわかるはず。

こいついわれてる事全く理解してない。
真性のバカなんだな。

wolframに∂t/∂x=0, ∂t/∂y=0を解いてもらおうと
x/(2 Sqrt[x^2 + y^2]) + (-p + x)/Sqrt[r^2 + (-p + x)^2 + (-q + y)^2]=0
y/(2 Sqrt[x^2 + y^2]) + (-q + y)/Sqrt[r^2 + (-p + x)^2 + (-q + y)^2]=0
を入力すると
r = -(1.73205 sqrt(p^2 + q^2) (p - x))/p, y = (q x)/pと返ってきてx,yについて解いてもらえなかった。

xy平面において、x軸上の正の部分のみ、速度 v、その他の領域は速度 1　で移動できるものとする。
原点にいる人物が、目標地点(cosθ,sinθ)　に到達すべく、移動する。
この時、より短時間で目標地点に到達するには、次の戦略αとβ、どちらが有利かを考える。
戦略α：現地点から、直接目標地点の方向へ速度 1 で移動する。
戦略β：x軸に沿って速度 v で移動する。

ε を正の小さな量とする。戦略αあるいはβ取って移動を開始し、εの時間がたった時のそれぞれの到達地点をA,Bとすると
A(εcosθ,εsinθ)、B(vε,0)
目標地点までの距離は、それぞれ、1-ε、√((vε-cosθ)^2+sin^2θ)　となるが、さて、どちらが小さいか？
二乗したもの同士の差をとって比べてみると、
(1-ε)^2-((vε-cosθ)^2+sin^2θ) = 1-2ε+ε^2 -v^2ε^2+2vεcosθ-1 = ε(2v cosθ-2)+(1-v^2)ε^2
εは小さな正の量としているので、二次の項を無視すると、cosθ＞1/v　で　
1-ε＞√((vε-cosθ)^2+sin^2θ) となる。
つまり、目的地との方向のずれがθあるものの、v 倍の速度で移動できるとき、　cosθ＞1/v　を
満たすなら、そのコースは直接目的地に向かうより有利である　とえる。

この結論は、θとvのみが関与し、他の次元にも適用可。

と同時に、この類いの問題に対し、次の戦略が最速であることを示す。

現在地から目標地点へのベクトル、あるいは、その方向への単位ベクトルをｐ↑、
選択可能ないくつかの速度ベクトルｖ↑が与えられたら、
内積　ｐ↑・ｖ↑　が最大になる速度ベクトルｖ↑　に沿うコースこそ最速コースである。

この戦略に従って、四次元プールの問題を考えるなら、微分は必要なくなる。
（この戦略の背景は、微分の考え方そのものであるが、結論のみを利用するならば、微分は不使用）

目的地を、(p,q,r) ただし、対称性から　p≧q≧r　として考える。
この方向への単位ベクトルは(p/D,q/D,r/D)　但し、D=√(p^2+q^2+r^2)
直接この方向へ向かう場合、速度ベクトルも(p/D,q/D,r/D)なので、内積は、1
縁を進む場合は、三つの平面の内どれか。p≧q≧r　という条件では、平面z=0　上に、最適コースが存在し、
それは、(2p/d,2q/d,0)　但し、d=√(p^2+q^2)

時刻 t まで、移動したとき、(2pt/d,2qt/d,0)に移動しているので、目的地へのベクトルは　(p-2pt/d,q-2qt/d,r)
速度ベクトルは(2p/d,2q/d,0)であり、この時、この両者の角度がπ/3だという方程式を解くと、
t=(1/2)d±((√3)/6)r　が得られる。マイナスの方を代入して整理すると、残りの距離は((2√3)/3)rで、
トータル　(1/2)d-((√3)/6)r+((2√3)/3)r=(1/2){√(p^2+q^2)+(√3)r}　の時間がかかる

以上は、向こう側の「縁」を利用しない場合の最速コースについての議論。
向こう側の縁を利用する場合は、まずは、平面x=10へ下ろした時の足の座標、(10,q,r)へ向かうコースを考える。
立方体の表面しか移動できないので、展開図上で考えることになるが、直角を挟む2辺が10+rとqである直角三角形の
斜辺上にあたるコースを辿りながら、向こう側の平面に到達したときに、(p,q,r)を目指すことになる。

これは、無限に広がるプール、ただし、三つの平面x=0、y=0、z=0上だけは、
速度2で歩けるという条件で、(10+r,q,10-p)を目標にするのと同じ事になる。

こう考えると、先ほどの結果がそのまま使えて、このコースをとった場合のトータル時間は、
(1/2){√((10+r)^2+q^2)+(√3)(10-p)}
最も時間がかかる地点の座標には、(1/2){√(p^2+q^2)+(√3)r}=(1/2){√((10+r)^2+q^2)+(√3)(10-p)}

という条件が加わる。面倒になってきたので、細かいことは省略するが、上の式で、p=q=rとして
方程式を解くと、p=q=r=(5/6)(15-4√6+√(249-96√6))
（これは、>>119さんの結果と一致）

最後端追ったが、以上は、微分を使わない方法である。

前>>154計算のつづき。
5+x/2√2+(x/2√2)(0.637910393)-5(0.637910393)+(10-x/√2)(1/sin57.465773447629°)=10.735371693
x=(5-3.189557196+11.8614066-10.735371693)/(0.838728105-0.353553391-0.225535382)
=11.309854(m)──救出地点までの直線距離
つきあたりから入水地点までの距離は、
10-(10-x/√2)(1+cosθ/sinθ)=10-(10-11.309854/√2)(1+0.637910393)
=6.71971502(m)

(7.886751345948,7.886751345948)に10.773502691896秒以内に到達できる地点を探せと言われて7.886751345948の全く出てこない式を立てるのはどういう頭の構造してんの？

>>158
p≧q≧r　という条件では、平面z=0　上に、最適コースが存在し、
までは理解できるのですが、
入水する点の座標が
　(2p/d,2q/d,0)　但し、d=√(p^2+q^2)
が最適とはどうして分かるのでしょうか？

前>>160
>>161
救出地点まで遠いほうの縁からの距離は、
11.309854/√2=7.99727446(m)
図を描いて8mぐらいかなぁと思ってたからいい値だと思った。
7.88……だと入水角度も入水地点も変わると思う。
7.88……がどうやって出た値かだよね。
xとθを両方とも微分するか、θで微分して、
x/√2=7.88……ってことなら、あるいはありうるかも。わるい値じゃない。

>>143
まぁしつこいからマジメにつっこむと

>これらと最初のコーナーまでの5秒を足すと救出時間は、
(1/sinθ)(10-x/√2)-(1/2cosθ)(10-x/√2)+(1/2)(10+x/√2)
xで微分し、
-1/sinθ√2+1/2cosθ√2+1/2√2=0とすると、

xで微分してそれが0になるθとはつまり到達地点(x,x)がどこにあろうと到達時間が一定であるようなθを探している事になる。
そんな地点は存在しないし実際wolfram大先生にグラフ書いてもらってもそんなθは存在してない。

https://www.wolframalpha.com/input/?i=-1%2Fsin%28x%29%2Bcos%28x%29%2B1%2F2%3D0&;lang=ja

にもかかわらずどこからかコレが解

θ=57.46773447629

なる謎の数値を導き出す。
そしてこの謎の数値を元にした到達時間の最大値を出して、それが既出の数値より小さいから既出の値は間違ってると騒ぎ立てる。
そしてだったら既出の最大地点
(7.886751345948, 7.886751345948)
に既出の最小値10.773502691896より早く到達できる経路を明示してみろというと、この7.886751345948が全く出てこない式を立式して10.773502691896より小さいと言って得意顔。
バカさの次元の桁が違う。

>>162
>> 入水する点の座標が
>> 　(2p/d,2q/d,0)　但し、d=√(p^2+q^2)
>> が最適とはどうして分かるのでしょうか？

なるほど、紛らわしい書き方をしてしまったようです。申し訳ありません。
(2p/d,2q/d,0)　というのは、入水地点ではなく、速度ベクトルです。

原点から、この方向に、時刻0　から　時刻　t　まで移動すると、
(2pt/d,2qt/d,0)
に到ります。この地点から、目的地をみると、(p-2pt/d,q-2qt/d,r)という方向にあります。

このまま、この速度を維持したまま、進んだ方がいいか、戦略をβからαに切り替えた方がよいか、
その判定に用いるのが、
「cosθ＞1/v」
という式です。
この式が不成立になる時刻を求めるための、方程式が
((p-2pt/d,q-2qt/d,r),(2p/d,2q/d,0))　=(1/2)*|(p-2pt/d,q-2qt/d,r)|*|(2p/d,2q/d,0)|
です。（左辺は内積の式であり、右辺は、ベクトルの大きさの積とcos(π/3)で構成されています。）
ここで求まった時刻を、(2pt/d,2qt/d,0)　に代入すると、入水地点がわかります。

>>143で救出までに最も長い時間
> 到達時間10+t=10.735371693(秒)
がかかる、と言っている点の座標はどこなん？

まあ、どこだろうが
> θ=57.465773447629°のとき、
の角度で行くより短時間のコースはあるわけだが

前>>163
>>166救出地点まで遠いほうの縁からの距離は、
11.309854/√2=7.99727446(m)
救出地点を座標でいうと、最初に監視員がいる地点を原点(0,0)、つきあたり方向にy軸をとり、
-xの方向に直角に曲がってy軸から6.71971502mの地点から、
θ=57.7465773447629°の方向に入水して、原点を出てから、10.735371693秒後に、
(x,y)=(-7.99727446,7.99727446)に到達する。

>>167
> θ=57.7465773447629°の方向に入水して、原点を出てから、10.735371693秒後に、
> (x,y)=(-7.99727446,7.99727446)に到達する。

じゃあその(7.99727446, 7.99727446)の地点に60°で見込む点
(10, 6.841000330368)
から入水して何秒かかるかちゃんと計算してみたかね？
その数値は10.735371693より大きいかね？
そういう当たり前の確かめを一つもしないからダメダメなんだよ。

>>167
座標
> (x,y)=(-7.99727446,7.99727446)に到達する。
までの最短時間は
(10+7.99727446-(10-7.99727446)cot(π/3))/2+(10-7.99727446)/sin(π/3)/1≒7.3305
になり、、
(10+7.99727446-(10-7.99727446)cot(θ))/2+(10-7.99727446)/sin(θ)/1
θ=57.7465773447629°
の
> 10.735371693秒
より短いな

前>>167
>>168第�T象限には水がないという設定です。
最速になる角度を探したんでほかの角度は60°と90°と45°ぐらい。
入水地点を決めてから角度を決めたんじゃなく、微分して角度が決まってから入水地点を計算した。

>>170
こんだけ言われてまだ何言われてるか理解できてないの？
どこまで頭悪いの？
みんなが60°で入水が最速である理由をあれだけ手を変え品を変えいろんな方法で示してたよね？
そのどれ一つとして理解できなかったとしても、そして自分が60°以外の角でより早い経路をみつけたとしても、最低限まず自分が見つけた地点に最速でいける方法がその角度なのか確かめてみろと言ってるんだよ。
なんでそんな簡単なことがわからん？
何よりそんな事まず自分で思いつかないの？
君のそのアポレスがどんだけスレの流れ乱してるからわからんの？
そのアポレスいつまで続けるん？
もう出てけよ。

思付直感数学

前>>170
問題見て最初に思いついたのがたしか60°だった。
縁と水中で速さが2:1だから。
その直感は正しいと思ってたけど、微分してθ=57.465773447629°と出て、到達時間を計算した。まだこの段階で半信半疑。
むしろ60°のとき計算したら10秒735切るぐらい速いはずと思って計算したら、
10秒9……って出て、あれ!?　ってびっくりした。
θ=57.465773447629°のほうがθ=60°のときよりコンマ2秒速かった。
今は結果を受け入れてる段階。

>>165
解説ありがとうございました。
最後の方程式をWolframに解いてもらったら
人間技では扱えそうにない答になりました。

Solve[{p - 2 p (x/d), q - 2 q (x/d), r} . {2 (p/d), 2 (q/d), 0} == Norm[{p - 2 p (x/d), q - 2 q (x/d), r}] (Norm[{2 (p/d), 2 (q/d), 0}]/2), x, MaxExtraConditions -> Automatic]


x = (d^3 p^2 (q/d)^2 + d^3 p^2 (p/d)^2 + d^3 q^2 (p/d)^2 + d^3 q^2 (q/d)^2 - sqrt(-d^6 p^2 (r)^2 (q/d)^4 - 2 d^6 p^2 (r)^2 (p/d)^2 (q/d)^2 +
d^6 (-p^2) (r)^2 (p/d)^4 - d^6 q^2 (r)^2 (p/d)^4 - 2 d^6 q^2 (r)^2 (p/d)^2 (q/d)^2 - d^6 q^2 (r)^2 (q/d)^4 + 4 d^4 p^4 (r)^2 (q/d)^2 + 4 d^4 p^4 (r)^2 (p/d)^2 + 8 d^4 p^2 q^2 (r)^2 (p/d)^2 + 8 d^4 p^2 q^2 (r)^2 (q/d)^2 + 4 d^4 q^4 (r)^2 (p/d)^2 + 4 d^4 q^4 (r)^2 (q/d)^2) - 4 d p^4 -
8 d p^2 q^2 - 4 d q^4)/(2 (d^2 p^2 (q/d)^2 + d^2 p^2 (p/d)^2 + d^2 q^2 (p/d)^2 + d^2 q^2 (q/d)^2 - 4 p^4 - 8 p^2 q^2 - 4 q^4))

x = (d^3 p^2 (q/d)^2 + d^3 p^2 (p/d)^2 - d^3 q^2 (p/d)^2 + d^3 q^2 (q/d)^2 + sqrt(-d^6 p^2 (r)^2 (q/d)^4 - 2 d^6 p^2 (r)^2 (p/d)^2 (q/d)^2 +
d^6 (-p^2) (r)^2 (p/d)^4 - d^6 q^2 (r)^2 (p/d)^4 - 2 d^6 q^2 (r)^2 (p/d)^2 (q/d)^2 - d^6 q^2 (r)^2 (q/d)^4 + 4 d^4 p^4 (r)^2 (q/d)^2 + 4 d^4 p^4 (r)^2 (p/d)^2 + 8 d^4 p^2 q^2 (r)^2 (p/d)^2 + 8 d^4 p^2 q^2 (r)^2 (q/d)^2 + 4 d^4 q^4 (r)^2 (p/d)^2 + 4 d^4 q^4 (r)^2 (q/d)^2) - 4 d p^4 -
8 d p^2 q^2 - 4 d q^4)/(2 (d^2 p^2 (q/d)^2 + d^2 p^2 (p/d)^2 + d^2 q^2 (p/d)^2 + d^2 q^2 (q/d)^2 - 4 p^4 - 8 p^2 q^2 - 4 q^4))

>>174
なぜ FullSimplify しない？

X=の最初の式を%とすると

FullSimplify[%, d > 0 && p > 0 && q > 0 && r > 0]

1/6 d (3 + (Sqrt[3] r)/Sqrt[p^2 + q^2])

>>174
165です。これは自戒を含めてのコメントになりますが、あの方程式は、手で簡単に計算できます。
お試しください。

>>175
ありがとうございます。
その機能をはじめて知りました。

>>174
「お試しください」と書きましたが、実際にお示しします。

あの戦略からの要請、二つのベクトル、P-Vt と V のなす角度がπ/3であるという方程式は

(P - V t).V=(1/2)*|(P -V t)|*|V|

と書けます。ピリオドはベクトルの内積、絶対値記号はノルムを表す記号としてます。
　>>165では、無理矢理成分表示で、式を表していたため、見苦しくなりましたが、最初からこう書けばよかったですね。
|V|=2、P.V=p*(2p/d)+q*(2q/d)+r*0=2d、P.P=p^2+q^2+r^2=d^2+r^2 に注意して変形すると

P.V-t*V.V = |P -V t|
2d-4t = √(P.P-2t*P.V+4t^2)
16t^2-16td+4d^2=d^2+r^2-4td+4t^2
12t^2-12td+3d^2-r^2=0
t=(1/12){6d±√(36d^2-12(3d^2-r^2))}=(1/12){6d±(2√3)r}
と、言う具合に、簡単に t を求めることができます。

二次元平面上に無限に続く、1オームの抵抗で作られた正方形の格子において、
ナイトの動き(桂馬飛び)の位置にある2つのノード間の抵抗は
4/π-1/2 オームであることを示せ。
（Google入社試験 - 難易度を下げるために一部簡単化）

>>179
コレは電気抵抗の知識なくても解けるの？
Googleの試験だからそこは知らなくても推定しろなのかな？
とりあえずググったら長さに比例して断面積に反比例するというのしか見つからない。

https://kenkou888.com/category21/dousen_teikou.html

あれ？
格子点と格子点を結ぶように1Ωの抵抗が繋がってるという意味？
もしかして？

>>181
そうです。

>>179
の補足ですが、1オームの二次元無限格子の隣接ノード間の抵抗は
対称性の意味を知っていれば中学生で出せます。
より一般的には、任意の二つのノード間の抵抗は
有理数＋有理数×1/πであらわされることを示してください。

>>180
前提となる物理知識は、中学生レベルのオームの法則とキルヒホッフの法則のみです。

つまりijにおける電位をe[i,j]として(0,0)から-1A、(2,1)に+1A流入してるとして
e[i+1,j]+e[i-1,j]+e[i,j+1]+e[i,j-1]-4e[i,j]
=δi0δj0-δi2δj1
のときのe[2,1]-e[0,0]かな？
留数定理の香りがする。

>>178
どうもありがとうございました。
d=√(p^2+q^2)の情報なしでwolframに入力したので複雑な答で表示されたのだと理解しました。

>>184
ヒント
ローラン展開による母関数
E(z,w)=Σ[i,j:整数] e(i,j) z^i w^j

前>>173だれか入水角度60°の決め打ちじゃなくて、微分してみたって人いないかなぁ。

>>187
前スレで
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1572866819/807
が偏微分で極値を出している。
プログラムでの数値解と合致した。

立方体の方の計算にうつったら。
オリンピップールの直方体の方が計算のしがいがあると思う。

>>188
前スレの807を書いた者だが、極値は二つ出たが、807では採用する方を誤ってしまった。
訂正内容を824に記してあるので、807を見る場合は、824もセットで見て欲しい。

>>187
偏微分以外は全部決め打ちと思ってる時点でもうこのスレでレスできるレベルに到達してない。

> だれか入水角度60°の決め打ちじゃなくて、微分してみたって人いないかなぁ。
イナ以外で60°という角度を使っている人は、思い付きだけで使っているわけでなく、
書くまでもなく計算したり、スネルの法則等の定理を用いて60度を導出しているんだからな

タクシー料金の改訂

# 京浜地区
# 旧運賃（小型)
F1=740 # 初乗運賃 Fair
D1=2000 # 初乗り距離 initial Distance
C1=90　 # 加算運賃 Charge by distance
B1=288 # 加算距離 charge By distancce

# 新運賃
F2=500
D2=1200
C2=100
B2=264

https://travel.watch.impress.co.jp/img/trw/docs/1224/505/02_o.jpg

距離と新旧運賃および差額をグラフにしてみた。
運賃改定率が8.88％と記載されているのだがどうやって計算するんだろう？

>>187
横に１０ｍ走って縦に方向を変えてプールサイドからθの角度で座標(p,q）に向かって飛び込む時の所要時間は

10/2+((p-10)/tan(θ)+q)/2+sqrt((10-p)^2+((10-p)/tan(θ))^2)

角度を決めたら縦方向の走行距離が決まってしまう。

これを微分すればいい

D[5 + (q + (-10 + p) Cot[θ])/2 + Sqrt[(10 - p)^2 + (10 - p)^2 Cot[θ]^2], θ]　をWolfram先生にお願いすると

導関数は((10 - p) Csc[θ]^2)/2 - ((10 - p)^2 Cot[θ] Csc[θ]^2)/Sqrt[(10 - p)^2 + (10 - p)^2 Cot[θ]^2]

んでもって

solve ((10 - p) Csc[θ]^2)/2 - ((10 - p)^2 Cot[θ] Csc[θ]^2)/Sqrt[(10 - p)^2 + (10 - p)^2 Cot[θ]^2]==0 for θ

導関数が０になるθを求めてもらうと

θ = π/3　θ = -π/3

マイナスだとプールに飛び込めないから、θ = π/3

目的の座標に関わりなく６０°と算出されました。

>>192
8.88%をだしたいのなら、例えば、
100m利用、200m利用、...、6600m利用、6700m利用
の料金の合計を、新旧で比較すると、8.8位のアップになる。

1200m以下だと、新運賃は240円安い
1800m位から、逆転し、その後、じわじわ差が大きくなり、
4200m位から、240円位高くなる。

100mから4200m位をまんべんなく利用する人がいたとすると、この改定により、
利用額の増減はほとんど無いという解釈も可能。

距離が大きくなれば、値上げの効果がどんどん大きくなる。
最終的には、1m辺りの加算運賃の比　90/288　：　100/264　=　33:40
なので、21.212121...%の上昇に近づく。
それが、6.7km辺りでは、8.8%だというだけ。
つまり、8.88位になるよう、最小距離100mと最大距離を6.7kmを恣意的に選んだだけ。
文頭の説明には説得力は全く無い。

恐らく、距離別利用割合のデータに基づいて、新旧の料金比較したのだろう。
この情報が無ければ、8.88%等の数値は出せないと思われる。

>>179
でけたかも。
まず(0,0)以外で漸化式
4e(i,j)=e(i+1,j) + e(i-1,j) + e(i,j+1) + e(i,j-1)
を満たす列を探す。
e(i,j)=∫[|x|,|y|<π] (1-cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
がこの条件を満たす。
また|i|,|j|→∞で0に行く。
そこで点i,jに電荷はe[i,j]-e[2-i,1-j]となる。(多分解は一意、ノーチェック)
e[0,0]=0, e[2,1]=32π-4π^2
であるから電位差は64π-8π^2。
e[1,0]=4π^2だから原点から隣接する4点に計16π^2の電流が流れる。
よって求める抵抗値は(32π-4π^2)/16π^2=4/π-1/2である。
またe[i,i]が
e[i,i]=∫(1-cosix))/(1-cos(x)cos(y))dxdy
であるが、yについて先に積分すると
e[i,i]=π∫(1-cosix))/|sin(x)|dx
となり、この値はπの有理数倍になる。
コレと漸化式によりe[i,j]はπとπ^2の有理係数の線形結合である。□
e[i,i]の計算が全く思いつかなかった。
e[i,j]の母関数って作れるのかな？

>>194
レスありがとうございます。

距離と新旧運賃と差額のグラフのアップロードを忘れておりました。
https://i.imgur.com/bElGqRG.jpg
与えられたデータだけからは平均値上げ率は算出できない思っていたのが確認できました。
ある距離までの乗客数が同じと仮定したときの平均の値上げ率をグラフにすると
https://i.imgur.com/2PkwY3n.jpg

> which.min((crs-0.0888)^2)
[1] 6869
> pir(6869)
[1] 0.08882413

6．9キロくらいの平均で8.9％の値上げ率になりました。

計算したひとはこういう数字を使ったのでしょう。

前>>187
>>193
角度を決めたら泳ぐ距離が決まる。θで微分するか、θとxの両方で微分するかってとこですか。

>>197
https://i.imgur.com/reg8DOz.jpg

Oから出発してAを経て角度θで入水してS(p,q)に泳ぐとする
AJの長さをxとすると
tan(θ)=(10-p)/(q-x)だから
x=q-(10-p)/tan(θ)
となり、

所要時間の計算からxは消去できて
　10/2+((p-10)/tan(θ)+q)/2+sqrt((10-p)^2+((10-p)/tan(θ))^2)
となる。

この極値を与えるθはp,qによらないのは>193に書いた通り。

>>197
>角度を決めたら泳ぐ距離が決まる。

違う、角度を決めたら走る距離も泳ぐ距離も決まる

走る距離　10+((p-10)/tan(θ)+q)

泳ぐ距離　sqrt((10-p)^2+((10-p)/tan(θ))^2)

>>179の解の一意性の証明ができないなぁ。
昔これエレガントな解答を求むかなんかで

4a[ij]=a[i+1j]+a[i-1j]+a[ij+1]+a[ij-1]
をみたす有界な列は定数に限る事を示せ

の形で出題されて2chにえらいエレガントな解答が上がって数セミに載ったっていう事件があったけど、あれどんな証明でしたっけ？
誰か覚えてます？

>>195
正解です。よく特殊解を探せましたね。
その特殊解を(i',j')個すらして符号を変えて重ね合わせて正規化すれば、
2点(i',j')--(0,0)間に1Aの電流を流した時の電位の式が出ます。

想定していた解答は、2点(2,1)--(0,0)間に1Aの電流を流した時の電位の式
e[i+1,j]+e[i-1,j]+e[i,j+1]+e[i,j-1]-4e[i,j]=δi0δj0-δi2δj1
にexp(√-1 (ix+jy))をかけてi,jで和を取ると
(exp(-√-1 x)+exp(√-1 x)+exp(-√-1 y)+exp(√-1 y)-4)E(x,y)=1-exp(√-1 (2x+y))
(ここで E(x,y)=Σ[i,j:整数] e[i,j] exp(√-1 (ix+jy)) と置く)
より
E(x,y)=(1-exp(√-1 (2x+y)))/(2cosx+2cosy-4)
これをフーリエ級数の公式(留数定理)
e[i,j]=(1/(2π)^2)∫[0,2π]∫[0,2π]E(x,y)exp(-√-1 (ix+jy))dxdy
を用いて逆変換すると、(2,1)--(0,0) 間の電位は
e[2,1]-e[0,0]=(1/(2π)^2)∫[0,2π]∫[0,2π](exp(-√-1 (2x+y))-1)(1-exp(√-1 (2x+y)))/(2cosx+2cosy-4) dxdy
=(1/(2π)^2)∫[0,2π]∫[0,2π] (1-cos(2x+y))/(2-cosx-cosy) dxdy
=4/π-1/2

一般に(0,0)--(i,j)間の抵抗値は
(1/(2π)^2)∫[0,2π]∫[0,2π] (1-cos(ix+jy))/(2-cosx-cosy) dxdy
=(1/(8π^2))∫[0,2π]∫[0,2π] (1-cos(i(x+y)+j(x-y)))/(1-cosxcosy) dxdy
=(1/(8π^2))∫[0,2π]∫[0,2π] (1-cos((i+j)x)cos((i-j)y))/(1-cosxcosy) dxdy
=(1/(2π))∫[0,π] (1-cos((i+j)x)((1-|sinx|)/cosx)^|i-j|)/|sinx| dx

(0,0)--(i,i)間の抵抗値は
(1/(2π))∫[0,π] (1-cos((i+j)x))/|sinx| dx
=(2/π)(1+1/3+1/5+1/7+...+1/(|2i|-1))

>>200
その解は
f(x,y)=Σe[kl]exp(ikx+ily)
が収束すると仮定して(仕事率の有限性から二乗は収束する)みたすべき関数方程式で見つけました。
見つかっちゃえば解答はコレが解だでいいハズなんですが、級数の収束性とかが自明でないのでコレのみが解なのか示せてなくて気持ち悪い。
まぁ入社試験ではそこまで求められないんだろけど。
>>201のエレガントな解答求むのやつは確か与式が等号でなくて不等号だったかな？
しかしそこから等号の有界な非自明解の存在が必要性で出てきて矛盾を導くという流れだったような。
検索しても出てこないなぁ？

>>202
補足
特殊解(原点に8π^2の電流を注入した解)
∫[0,2π]∫[0,2π] (1-cos((i+j)x)cos((i-j)y))/(1-cosxcosy) dxdy
=4π∫[0,π] (1-cos((i+j)x)((1-|sinx|)/cosx)^|i-j|)/|sinx| dx
は|i|=|j|で 4πΣ[n=1,|i|] 1/(2n-1) になって |i|=|j|→∞で発散します。

一方、2点間(0,0)--(2,1)で符号を変えて重ね合わせた解((0,0)--(2,1)間に8π^2の電流を流した解)
∫[0,2π]∫[0,2π](cos((i+j)x)cos((i-j)y)-cos((i+j-3)x)cos((i-j-1)y))/(1-cosxcosy)dxdy
=4π∫[0,π](cos((i+j)x)((1-|sinx|)/cosx)^|i-j|-cos((i+j-3)x)((1-|sinx|)/cosx)^|i-j-1|)/|sinx|dx
はリーマン・ルベーグの補題より|i|,|j|→∞で0に収束します。

ちなみに、3次元の無限格子ではこのような発散は起こりません。

隔離中のクルーズ船では
船内の換気が共通らしいから13日後に発症した奴がいるとその近くの部屋のやつはプラスで14日隔離しないといけない
それが今の船内の状況という。

こんな問題を考えてみた（答は自分でもまだ持ってません）。
計算には追加の設定がいるかもしれません。

両隣のどちらかが感染したら14日延長、どの部屋も1日で感染する確率pは1%
部屋の配置は長方形（つまり始まりも終わりもなし）。
発症するか、隔離期間が終われば下船できる。全員定員１の個室として客と乗務員を合わせた人数nは3000人。
クルーズ船から全員下船できる日数の期待値は？

>>190
正解が出てから誤答を連投する芸人をどう納得させるかというゲームだと思って俺は楽しんでる。

部屋の配置は長方形（つまり始まりも終わりもなし）。
どの部屋にも両隣があると言う意味。
長方形に意味なし、円形配置でも同じ。

もし 4a[i,j] = a[i,j+1]+a[i,j-1]+a[i+1,j]+a[i-1,j] =: 4(Δa)[i,j] が全ての(i,j)で成り立つ状況なら、
閉領域[-n,n]^2に属する格子点(i,j)全体におけるa[i,j]の最大値、最小値は、
どちらも辺∂([-n,n]^2)上でとらなければならないから、一意性はこれが鍵になったりするのかなあ

状況的にはリウヴィルの定理に似てるから、その証明と同じ手法が使えたりはしないだろうか

ある1点のみで微分可能であり、他の至る所で微分可能でないような関数の例を挙げよ。

f(x)=x^2 (x: rational)
. =0 (otherwise)

前>>197
θで微分するのとθとxの両方で微分するのとどっちが妥当か考えてみたい。

>>205

とても解析的には解けそうもないのでシミュレーションで計算してみた。
１０万回のシミュレーションで平均値
> mean(RE)
[1] 57.942

と計算された。

>>205
１日で新たに3人ということなので感染確立を0.1％にしてシミュレーションしたら。

> k=1e4
> RE=replicate(k,sim())
> mean(RE)
[1] 30.8222

全員が下船できるのは１か月後という予想になった。

>>208
それだな。
格子点の集合Sn={(k,l) | |k|+|l|≦n}を考えるとき任意のx∈Snに対して∂Sn上の関数w(y)でw(y)∈[0,1]Σw(y)=1、e(x)=Σw(y)e(y)を満たすものが存在する。
特にmax{|e(x)| ; x∈Sn}= max{|e(y)| ; y∈∂Sn}。
証明はnについての帰納法。

>>205

シミュレーションで全員下船までの日数と1日の感染確率の関係をグラフにしてみた。

https://i.imgur.com/u1hsEa4.png

ｐを大きくするとシミュレーションが終わらない。

p=0.9999とかすると1日で全員下船と瞬時に終わるけど。

前>>211

前>>211
初めの座標のとり方から、文字の置き方まで人の数だけ異なる解法があっていいと思う。
4sin^4θ+4sin^3θ+5sin^2θ-4=0
シュクメルリの定理によりθ＜60°みたいな決定的な式をみつけたい。

ある小学校のあるクラスでは、バスで遠足に行くことになった。
バスの座席は事前に決まっていたが、最初にバスに乗った児童が自分の座席を忘れて、任意の座席に座ってしまった。
他の児童は、一人ずつバスに乗り込み、自分の座席が空いていればその座席に、そうでなければ空いている任意の座席に座った。
このとき、最後の児童が自分の座席に座れる確率は、クラスの児童数にかかわらず一定であることを証明せよ。

>>218
シミュレーションしてみたら、0.5前後の値が返ってきた。

seat.n <- function(n){ # n: 生徒の人数
s=1:n # 残り座席番号
s1=sample(s,1) # 最初の生徒１の座る席番号s1
s=s[-s1] # s1を残り座席から除く
for(i in 2:(n-1)){ # 生徒２から生徒n-1まで
if(i %in% s){ # 生徒iの座席iが残っていれば
s=s[-which(s==i)] # その座席をsから除く
}else{
ls=length(s) # 残り座席数 length of s
si=sample(ls,1) # 1:lsの中から1個選びsiとする
s=s[-si] # si番目の座席を除く
}
}
s==n # 生徒ｎの席番号はｎかの真偽を返す
}

sim <- function(n,k=1e4){
mean(replicate(k,seat.n(n)))
}

nを３から５０までに変化させて最後の児童が自分の座席に座れる頻度をだしてグラフにしてみた。

https://i.imgur.com/Ad8GyDJ.png

>>217
>人の数だけ異なる解法があっていい

そして、正しければ答が一致する。

>>218
p(最後の生徒が正しい席にすわる|最初の生徒が正しい席にすわる)=1
p(最後の生徒が正しい席にすわる|最初の最後の生徒の席にすわる)=0
p(最後の生徒が正しい席にすわる|最初の生徒が最初と最後の生徒の席以外の席にすわる)=1/2 (∵ 生徒の数が少ない場合に還元される)
∴ p(最後の生徒が正しい席にすわる)=1/2。

数学的帰納法を使うんじゃないのか？

>>179の問題は自分的には納得できたのだけど>>201で書いたエレガントな証明が思い出せなくてムカつく。
ネットで検索すると、やはりあるのはあるはず
この↓インターネット上の匿名氏の証明。
誰か知りませんか？

http://www.cc.miyazaki-u.ac.jp/math/tmp/mzs/home.html

というのが有名な雨宮問題であり、長年初等的証明は懸案であった。もともとは一松信による英語本の問題であったが、雨宮が初等的解法の存在を数セミの「エレガントな解法を求む」に出題したのである。最近では

０．もともとの英語本の著者による位相空間の端点理論を使う証明

１．名古屋大学の山田氏による証明

２．インターネット上の匿名氏の証明

３．（有界な場合のみ通用する）関数解析的証明

が存在することが知られている。

前>>217
xを+にとったのはいい。
もう一度考えてみる。

>>224
このリンク先に意味があるのかね？

51.56095029371006087°
前>>225
うまく決まらないな。

>>218
m人が残っていているとき、このうち何人分の正しい席が残っているかと考えると、
m-1人の正しい席が残っているか、m人全ての正しい席が残っているかどちらか。
なぜそのようなことが言えるか？
m人、残っている状態で、ある人物Ｘがいて、自分の席に座ろうと、自分の席があるであろう場所に向かい、
他の生徒が座っているのを見たとする。問題では、全ての生徒が気弱設定なのかもしれないが、この人物Ｘは
たまたま強気で、「この番号札を見ろ。ここは俺の席だ。どっか行け。」と追い出したとする。
この追い出された人物は、『自分だって本当の席に座りたかったんだ』と心の中で反論し、本当の自分の席に
向かい、さっき自分が言われたのと同じ台詞「この番号札を見ろ。ここは俺の席だ。どっか行け。」を言って、
憂さを晴らした。これが繰り返されるとどうなるか？
最初にバスに乗り、適当に座った人物、以後これをＡと称すが、Ａだけが追い出される。
この追い出し作業の間、空席には、全く変化は無いし、Ａ以外、全て正しい席に座っている。
困ったＡは、残った席の中から、適当な席を見つけて座ったとする。
さて、ここで、Ａが座った席。これを、文頭で登場した人物Ｘを、問題通り気弱設定にして、
自分の席が他の人物に占拠されていて仕方なく適当に選んだ席に置き換えてみよう。
何が違うか？何も変わらない。
問題では、バスに最初に乗り込んだ人物が、自分の席が書かれた番号札を無くしたことになっているが、
残り、m人が残っている状態で乗り込んだ人物が、番号札を無くしていたのと同じ。
最後に登場した人物に正しい席が残されている確率は、最後から二番目の人物が、番号札を無くしていて、
かつ、残りの席から、間違った席を選んだ確率に等しい。つまり、１／２である。

あ、間違った。

×：最後に登場した人物に正しい席が残されている確率は、最後から二番目の人物が、番号札を無くしていて、
×：かつ、残りの席から、間違った席を選んだ確率に等しい。つまり、１／２である。

○：最後に登場した人物に正しい席が残されている確率は、最後から二番目の人物が、番号札を無くしていて、
○：かつ、残りの席から、正しい席を選んだ確率に等しいとして計算できる。つまり、１／２である。

>>223
>>222 の解答を丁寧に書くと
人数がn人のときの最後の人が自分の席に座る確率をp[n]として帰納法を用いる
n=2のとき明らかにp[2]=1/2
n>2のときp[n-1]=...=p[2]=1/2と仮定すると
1人目が自分の席に座る確率 = 1人目が最後の人の席に座る確率 = 1/n, 1人目が2からn-1人目の席に座る確率 = (n-2)/n
・1人目が自分の席に座るときの最後の人が自分の席に座る条件付確率 = 1
・1人目が最後の人の席に座るときの最後の人が自分の席に座る条件付確率 = 0
・1人目がk人目(2≦k≦n-1)の席に座るときの最後の人が自分の席に座る条件付確率 = p[n-k+1] = 1/2
従って
p[n]=(1/n)*1+(1/n)*0+((n-2)/n)*1/2=1/2

>>222
>(∵ 生徒の数が少ない場合に還元される)
この場合
2人目〜最後の置かれた状況は1人目〜最後の場合と異なっているけど帰納法使えるってなんで？

>>231
1人目が2人目の席に座った場合、2人目は名簿を持っていないのと同じ状況になるから

>>232
1人目の人は自分の席に座る可能性があるけれど
その場合の2人目の人はその可能性がないでしょ？

ああそうか1人目の席に座る可能性があると言うことか
わかった

>1人目の人は自分の席に座る可能性があるけれど
その場合は最後の席まで問題なく正しく決まり、条件付き確率は1になる(だから解答は３つの場合分けをしてある)

前>>227計算に自信ない。極値与えるθに理由ない。
救出時間f(θ)=5+{x-(10-x)cosθ/sinθ}(1/2)+(10-x)/sinθ
=5+x/2-(5-x/2)cosθ/sinθ+10/sinθ-x/sinθ
=5+x/2-5cosθ/sinθ+xcosθ/2sinθ+(10-x)/sinθ
f'(θ)={5sin^2θ-(-5cos^2θ}/sin^2θ+(-xsinθ2sinθ-xcosθ2cosθ)/4sin^2θ+(10-x)cosθ/sin^2θ
=5/sin^2θ-1/sin^2θ+10cosθ/sin^2θ-xcosθ/sin^2θ
=4/sin^2θ+(10-x)cosθ/sin^2θ
f'(θ)の分子=0より、
2+5cosθ-xcosθ=0
xcosθ=2+5cosθ
x=2/cosθ+5
などかはしらねθ=60°と仮定すると、
x=2/(1/2)+5=4+5=9
f(60°)=5+{9-(10-9)cos60°/sin60°}(1/2)+(10-9)/sin60°
=5+(9-1/√3)(1/2)+√3/2
=5+9/2-1/2√3+√3/2
=19/2+1/√3
=(57+2√3)/6
=10.0773503……

>>236
心配するな。
お察しの通り間違ってる。

>>218もグーグル入社試験？

>>235
それも入れて2人目〜で同じ状況でないといけないよ
で2人目には1人目の席に座る可能性があって
その場合が1人目が自分の席に座る場合と同様の展開になるってわけ
そのつもりでなかったの？

>>224
多分こんな感じの流れで示すことはできそう

(Δa)[i,j] := (a[i+1,j]+a[i-1,j]+a[i,j+1]+a[i,j-1])/4
と定めると、(Δ^(2n))a を展開した時の係数は ( (cosx+cosy)/2 )^(2n) を展開した時の係数と同一視することができ、
特に e^(i(2px+2qy)) の係数 c[p,q] は次を満たす：
c[p,q]=0 when |p|+|q|>n,
c[p,q]=c[p,-q]=c[-p,q],
|p|≧|p'| かつ |q|≧|q'| ならば c[p,q]≦c[p',q'].

これより (Δ^(2n)a)[0,0] - (Δ^(2n)a)[2,0] の各係数の絶対値の和は
=2Σ_(p,q∈Z, p≧0) |c[p,q]-c[p+1,q]|
=2Σ_(q∈Z) c[0,q]
=:S_n→0 (as n→∞)
であるから、配列a[i,j]が Δa=a かつ任意の(i,j)について |a[i,j]|≦M を満たすならば、
|a[0,0]-a[2,0]|≦MS_n (for∀n) より a[0,0]=a[2,0].
同様にして a[i,j]=a[i,j+2]=a[i+2,j] が導けるから、あとは容易。

>>240
いや、残念ながら雨宮の問題で仮定できるのは正値だけ、上の有界性は仮定できないのです。

ちなみにこの結果は、例えば原点以外だけで Δa=a を満たすような有界配列aを求める時にも使える。

この場合、そのようなaの具体例の一つは>>195で挙げられているのでa'とおくことにすると、
もし仮に原点以外だけで Δa=a を満たすような有界配列 a'' が a' とは別に存在するならば、
定数cを適切に定めれば a~:=a''-ca' が全ての格子点で Δa~=a~ を満たす有界配列になるため、a~は定数。
すなわち、a'' は a' と定数の線形結合でなければならない。

同様にして、あるn点 p_i (1≦i≦n) を除いた格子点全体で Δa=a を満たすような有界配列 a は
a[X] = c_0 + Σ_(i=1,n) c_i･a'[X-p_i] (c_iは実数)
と表せることがわかる。

前>>236
>>218
生徒数をxとすると、
1/2じゃないかな。勘で。

>>241 まじか、見落としてたすまない

>>244
>>201

>>244
いえいえ、少なくとも有界ケースについては定数解しかないという話は雨宮の問題はともかく>>179の問題には使える。
何故ならオレは物理そんなに詳しくないから自信ないけど流石に系において各点の電位は正電極より低く負電極よりは高いのはほぼ自明と言って良さそう。
むしろ無限遠で電位が0の方がよっぽどあやしい。
だから実は>>179の問題解くにはキルヒホッフの法則とオームの法則以外にその辺の知識もいるっちゃいるんだよな。

>>239
より丁寧に説明すると、誰も座ってない状況から
場合1: 1人目が1人目(自分)の席に座る場合 (全員正しい席に座れる)
場合2: 1人目が2人目の席に座る場合 (2人目がランダムに選ばなければならない)
場合3: 1人目が3人目の席に座る場合 (2人目は正しい席に座れて、3人目がランダムに選ばなければならない)
...
場合n-1: 1人目がn-1人目の席に座る場合 (2人目からn-2人目は正しい席に座れて、n-1人目がランダムに選ばなければならない)
場合n: 1人目がn人目(最後の人)の席に座る場合 (n人目は正しい席に座れない)
の場合分けを考えます。この場合の確率はすべて等しく
P(場合1)=P(場合2)=...=P(場合n-1)=P(場合n)=1/n
であり、最後の人が座れる条件付き確率は
P(n人目がn人目の席に座る|場合1)=1
P(n人目がn人目の席に座る|場合2)=p[n-1] (∵2人目がランダムに座る座席は1人目,3人目,...n人目のn-1席⇒n-1人の状況に還元)
P(n人目がn人目の席に座る|場合3)=p[n-2] (∵3人目がランダムに座る座席は1人目,4人目,...n人目のn-2席⇒n-2人の状況に還元)
...
P(n人目がn人目の席に座る|場合n-1)=p[2] (∵n-1人目がランダムに座る座席は1人目,n人目の2席⇒2人の状況に還元)
P(n人目がn人目の席に座る|場合n)=0
となります。そしてp[n]を計算すると
p[n]=P(n人目がn人目の席に座る)
=Σ[k=1,n]P(n人目がn人目の席に座る|場合k)P(場合k)
=(1/n)+Σ[k=2,n-1]p[n-k+1](1/n)
=(1/n)+(n-2)(1/2)(1/n) (∵帰納法の仮定p[n-1]=p[n-2]=...=p[2]=1/2より)
=1/2

>>247
1人目がk人目(k>1)の席に座る場合
2人目からk-1人目までは自分の席に座るから
k人目が1人目と同様の状況になるので帰納法の仮定が使える
ただしそこでk人目が1人目と同様の状況とは
k人目が1人目の席に座ればあとは皆自分の席に座ることになるということと
k人目が座るべきだった席には1人目が座っているから今ある席からランダムに席を選ぶしかないということが
1人目が自分の席に座ればあとは皆自分の席に座ることになるということと今ある席の中からランダムに席を選ぶしかないということと同じということ

>>218
帰納法使わなくても簡単に解けると思う。

最後の人の席をL、最初の人の席をFとする。最後の人はLに座れば勝ちとしよう。
最後の人の勝利条件は「LよりFが先に座られる」ことで、敗北条件は「FよりLが先に座られる」こと。
最初の人を含めた各着席において、FもLも同じ確率の抽選を受け続ける（最初の人や自分の席が座られている人の場合はFもLも等確率で座られるし、自分の席が空いている人の場合FもLも座られる確率は0）。
よって、勝利条件と敗北条件が等価なので答えは1/2。

各人の座る席が正しいか正しくないかという考察ほぼほぼ無しで解けるの凄く美しいね

>>228
の解答だが
> m-1人の正しい席が残っているか、m人全ての正しい席が残っているかどちらか。
において、m-1人の正しい席が残っているときしか考慮してないように思うのだが...
m人全ての正しい席が残っている場合は、Aが正しい席に座っていた場合で追い出す必要はなくて
このときXは番号札を持っている状態に相当する

もし勘違いだったらすまん

>>218
児童の数をn人とする
円周上にa1からanまでn個の点をとり、
これらをいくつか結んでa1を頂点に含む内接多角形をランダムに作る
（ただし便宜上、１角形と２角形も認める）
その多角形がanを頂点に含まない確率と同じ

>>250
そんな解答が成立するならどんなに先手が有利なゲームでも先手後手の勝率1/2になってしまうのでは？
例えば今回のでも最初の人も途中で席がなかった人もサイコロ振って6が出た時は正解の席、すなわち最初の人は自分の席、それ以降の人は所有者が間違った席に着席してあぶれてる席に座り、それ以外の場合のみ自由にすわるルールにすれば確率は1/2でなくなるよ。

>>253
本当にそのふたつの間に保測写像ある？
問題文の方は分母に1〜nまでなんでも出てくるけど内接多角形の方は分母に二冪しか来ないけど？

>>255
単純に多角形の数を数えて
anを含むk角形とanを含まないk-1角形の数が等しいので
全体として半分ずつになるって考えたんだがダメかな

前>>249前にx/√2にしてたx座標をxにして解きなおした。
最初に監視人がいる位置から救出地点(x,x)までの距離はx√2(m)
縁を端まで5秒、直角に曲がり、
{x-(10-x)/√3}(m)の地点まで、
{x-(10-x)/√3}(1/2)秒で行き、進行方向に対して60°の方向に飛びこんで泳ぎ、対角線上を泳いできた監視人と同時にアタックした。
(_(`.)っヾ(゜o゜)ノﾞc(`e'!彡
~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~
救出時間で立式すると、
x√2=5+{x-(10-x)(1/√3)}(1/2)+(10-x)(2/√3)
x√2=5+x/2-10/2√3+x/2√3+20/√3-2x/√3
x(√2-1/2-1+4)=5-10/2√3+20/√3
x=(30+10√3)/(3+2√6-√3)
=7.67326988……
x√2=10.8516423……(秒)
前にこの値出して最速じゃないとなったやつじゃないか。

>256
さぁ？
例えば6人だとして
325461
とすわる確率は
1/6x1x1/4x1x1/2
でこれは最後の人が自分の席に座れない場合にカウントされる軽率。
このような事象を全部足し合わせて1/2になる事を示せればいいといえばいい。
コレに3→5→6→3と結んで四角形と対応させてもいいけど確率は六角形から何点か好きに選ぶ1/64とはズレる。

>>256
すまん訂正
anを含むk角形ができる場合とanを含まない(n+1-k)角形ができる場合が対応してるんだった

>>256あ、でもこの多角形論法はうまくやると1/2説明できるね。
素晴らしい。

前>>257
>>237
どっかで見覚えがある数値だと思ったら、>>31ですでにあってたんじゃないの？

>>252
最初の2行は、空席の中にせいぜい一つの席しか、過ちがないということを言いたかった。
「なぜそのようなことが言えるか？ 」と書き、主題をこの点の説明に当てている。
そして、その説明の延長として、
「自分の番号札を無くしたのが、1番目の人か、（後ろから数えて）m番目の人か、区別できない」
点を指摘し、m=2の時を使えば簡単に確率の計算ができるので、それを使って答えを求めている。

状況を、「m-1人の正しい席が残っている」場合と「m人全ての正しい席が残っている」場合
に分け、それぞれについて、説明を加えたわけではない。

m人が残っている状態で、「m-1人の正しい席が残っている」確率と「m人全ての正しい席が残っている」
確率を求め、数学的帰納法を用いて、答えを求める方法もあるが、>>218では、その手段を用いていない。

>> m人全ての正しい席が残っている場合は、Aが正しい席に座っていた場合で追い出す必要はなくて
>> このときXは番号札を持っている状態に相当する
これは、Xが登場するまえのだれかが、自分の席が占拠されているのを見て、適当な席に座った。ただし、
その席がたまたまＡの席であって、それ以降に乗車する人たちへの悪影響がこの時点で断ち切られている状況にあたる。
もちろん、一番最初に乗車したＡ自身が、適当に座った座席がたまたま、本来のＡの席であることも
「含まれ」はするものの、「ＡがＡの席に座る」には完全対応はしない。
繰り返すが、「ＡがＣ、ＣがＧ、ＧがＡ」のように解決した場合であり、これには、「ＡがＡ」も含まれる。

上の218への引用は、>>228への引用の間違い

>>254
> そんな解答が成立するならどんなに先手が有利なゲームでも先手後手の勝率1/2になってしまうのでは？
> 例えば今回のでも最初の人も途中で席がなかった人もサイコロ振って6が出た時は正解の席、すなわち最初の人は自分の席、それ以降の人は所有者が間違った席に着席してあぶれてる席に座り、それ以外の場合のみ自由にすわるルールにすれば確率は1/2でなくなるよ。
そのルールは
> 最初の人を含めた各着席において、FもLも同じ確率の抽選を受け続ける
には当たらないだろ？

> 確率は1/2でなくなるよ。
になっても何の問題ないだろう

>>250は帰納法の一種なんじゃじゃないかとは思うが

>>264
その抽選論法で本当に正しい確率計算できるのか概略ではなく厳密に書き出したものを示してください。

>>254の論法が間違っているって言っているだけだよ

というか、この程度の論法(>>250)が正しいかぐらい自分で確認しろよ
> 最初の人を含めた各着席において、FもLも同じ確率の抽選を受け続ける
が真かを確認するだけだろ

>>266
あなたは>>250の言ってる事がわかるんですか？
わたしにはFもLもなんか公平にやるゲームだから1/2って言ってるようにしか見えません。
正直戦略とかゲームとかいう言葉使いたいだけで証明もできてないんじゃないかと疑ってます。

あ、戦略とかは使ってないのか。
勝利とかいってるからゲーム理論を気取ってるのかと思った。

>>262
ありがとう、理解できた。

>>218
この問題は、次の問題と対応が可能。

カードがｎ枚あり、それぞれに、１からｎまでの数字が書かれている。
これらのカードを袋に入れる。
プレイヤーは、１からｎの中から、勝ち番号と、負け番号を決め、
勝ち番号、または、負け番号が書かれているカードが出るまで、袋の中からカードを選び続ける。

勝ち番号を引いて終了する確率は？　 　 　→ 　 　 当然1/2と考えられます。


取り出された数字列を、適当に選ばれて座られてしまった座席番号に対応させます。
（失念か、すでに占拠されていたか、理由は問わない）
先頭の人の本当の座席番号を先に引くか、最後の人の座席番号を先に引くかが、
先頭の人の本当の座席番号を引いて横取り連鎖が途中で終了するか、
最後の人の座席番号を引いて、横取り連鎖に最後の人も引き込むかが決定され、
問題で言うところの、最後の人が正しい席に座れるか、座れないかに対応可能です。

アイデアのほとんどは　>>250さんが指摘されたもので、対応がわかりやすくなるよう少々アレンジしてます。

日本最高学費の底辺私立医大では

１年：進級失敗１０人
２年：進級失敗１６人
３年：進級失敗３４人
４年：進級失敗９人
５年：進級失敗１０人
６年：卒業失敗２６人

一学年約120〜130人前後。
同じ学年で二回留年すると退学
https://mao.5ch.net/test/read.cgi/doctor/1516439331/1
であるという。

1年次学費総額 12,145,000円 2年次以降学費（年間）　7,030,000円

1学年を125人として上記データから算出した確率（例、1年次は10/125の確率で留年）を用いて

卒業できる確率と卒業生の在学年数の期待値を求めよ。
また、退学になる確率と退学者の在学年数の期待値を求めよ。

>>254
その場合最初の人の着席においてFとLが等確率の抽選を受けていないので当然結果は変わってくると思いますが

ある小学校のあるクラスでは、バスで遠足に行くことになった。
バスの座席は事前に決まっていたが、最初にバスに乗った児童が自分の座席を忘れて、任意の座席に座ってしまった。
他の児童は、一人ずつバスに乗り込み、自分の座席が空いていればその座席に、そうでなければ空いている任意の座席に座った。
クラスの人数をnとして自分の席に座れる生徒数の期待値をe[n]とするときlim e[n]/log(n)を求めよ。

自作。
できないかも。

>>273
訂正
lim(n-e(n))/log(n)
です。

前>>261
>>271卒業できる確率は、
8(4/23)+12.8(20/99)+(3400/99)(4/13)+(180/13)(5/14)+(125/7)(10/23)+(1300/23)
=83.7751427……(％)
在学年数の期待値は、
6(16/83.7751427……)+7{(83.7751427-16)/83.7751427}
=6.80901256(年)
退学になる確率は、
100-83.7751427……
=16.2248572……(％)
退学者の在学年数の期待値は、
1(10/125)(16/115)+2(10/125)(34/115)+3(/)+4(/)+5(/)+6(/)+7(/)もう少し。

>>275
現実世界の計算しにくい問題にも関わらずレスありがとうございます。
面倒な計算を誤答をものとのせず続けられる気力にはいつも関心します。揶揄ではありません。

で、いつもの通り、用意した答とは違います。
自作問題ですが、シミュレーション値と合致した理論値が出せました。場合分けが面倒なので場合分けもプログラムにさせました。
シミュレーションは指定の確率で乱数発生させて計算させました。
ほぼ一致する値でした。

>>276

補足

シミュレーションでの結果は以下の通り

> mean(RE[,2]==7) # 卒業確率
[1] 0.85482
> mean(RE[RE[,2]==7,1]) # 卒業までの在学年数
[1] 6.712606
> mean(tu(RE[RE[,2]==7,1])) # 卒業までの学費
[1] 52304621
> mean(RE[,3]==2) # 退学確率
[1] 0.14518
> mean(RE[RE[,3]==2,1]) # 退学までの在学年数
[1] 4.99139
> mean(tu(RE[RE[,3]==2,1])) # 退学までの学費
[1] 40204472

q=1-p # 留年確率,p=進級確率
(P=prod(1-q^2)) # 卒業できる確率 Π{1 - (2年連続留年確率)}
(Q=1-P) # 退学となる確率
の結果と近似しています。

>>273
クラスの児童には1からnまでの番号が、座席には0からn-1までの番号がついていて、
座席に座る操作は番号が大きい順に行うものとする。
ここで座席に座る操作とは、自分の番号に一致する席が空いていればそこに、
空いてなければ空席のどこかにランダムに座る動作を言う。
この時、自分の番号が座席と違うような児童の人数の期待値をe'[n]とおく。

n-eとe'の計算で唯一異なる点は、座席番号0とnの違いにより生じるもののみ。
この違いが影響するのは、最初に番号nの児童が0の座席に座る場合のみであるから、
n-e[n]=e'[n]-1/n.

最初に児童nが座席m(<n)に座った場合、次にランダム性が生じるのは児童mが来た時であるが、
その時点で残りの児童は1からm、残りの座席は0からm-1であるから、
これはm人の児童とm個の座席で行う試行と一致。
（ただしn=0の時の試行は"何もしない"ことと定める。つまりe'[0]=0. ）
ゆえに、次のような漸化式が立てられる。
e'[n]=1+(1/n)Σ_(m=0,n-1)e'[m]
これより
ne'[n]-n = (n-1)e'[n-1]-(n-1) + e'[n-1]
から
e'[n] = Σ_(m=1,n) 1/m
が導かれ、求める極限値は1と計算できる。

>>278
正解です。
想定解答は>>222と一緒。

最後からk番目の生徒が正しい席に座れたとき0、そうでないとき1をとる変数をXkとする。
k:1〜n-1のとき
p(最後からk番目の生徒が正しい席にすわる|最初の生徒が最初の生徒の席かまたは最後からk番目の席〜最後の席に座る)
= (最初の生徒が最後からk番目の席以外に座る|最初の生徒が最初の生徒の席かまたは最後からk番目の席〜最後の席に座る)
=k/(k+1)。
p(最後からk番目の生徒が正しい席にすわる|最初の生徒が2番目の席から最後からk-1番目の席に座る)=k/(k+1)
(∵ 生徒の数が少ない場合に還元される)。
∴ p(最後からk番目の生徒が正しい席にすわる)=k/(k+1)。
∴E(Xk)=1/(k+1)
明らかにE(Xn)=(n-1)/n
∴n-e(n)=Σ[k:1〜n-1]1/(k+1)+(n-1)/n〜log(n)。

オリジナルですが答えはありません。ただ気になったので投稿します

実数の配列 a[i,j] (i,j∊Z) が全ての格子点(i,j)で 4a[i,j]=a[i+1,j]+a[i-1,j]+a[i,j+1]+a[i,j-1] を満たす時、aを調和配列と呼ぶことにする。
次を満たす実数α≧0の下限はいくらか：
調和配列aが任意の格子点Xについて |a[X]|≦|X|^α を満たすならばaは定数である。ただし、|X|は点Xの原点からの距離を表す。

>>280
違う、上限でした

単位円上の2n個の点A1,B1,‥,An,Bnを一様独立に選び円盤をn個の線分線分A1B1,‥,AnBnで分割するとき、できる小領域の個数の期待値を求めよ。

>>280
とりあえず今のところこのスレでは>>240さんの証明しか上がってない。
この方針でいくなら非負実数αが条件
Σ(c(p+2,q)-c(p,q)|(|p|+|q|}^α→0 (n→∞)‥‥(※)
が成り立つならそのαは>>280の条件をみたしたりしないかな？
まだ>>240が完全に理解できてはいないからわかんないけど。
もし(※)を満たす非負の実数が0しかないなら今んとこαを改善できる見込みあるレスは上がってないな。

前>>275
>>283
n=1のとき2(個)
n=2のとき、
3(1/2)+4(1/2)=3.5(個)
n=3のとき、
4(1/8)+5(1/8)+6(1/4)+7(1/2)=(9+12+28)/8
=6.125(個)
n=4のとき最大11個、最小5個
5(1/64)+6(1/64)+7(1/32)+8(1/16)+9(1/8)+10(1/4)+11(1/2)
=(5+6+14+32+72+160+352)/64
=10.015625(個)
n=5のとき最大16個、最小6個
=(6+7+16+36+80+176+384+640+192+1280+512+2560+1280)/1024
=(7149+8192)/1024
=15341/1024
=14.9814453……
n=6のとき、最小7、最大22
7(1/2)^15+8(1/2)^15+9(1/2)^14+10(1/2)^13+11(1/2)^12+12(1/2)^11+13(1/2)^10+14(1/2)^9+15(1/2)^8+16(1/2)^7+17(1/2)^6+18(1/2)^5+……+22(1/2)
n本の直線で分割した領域の個数の期待値は、
(n+1)(1/2)^{n(n-1)/2}+(n+2)(1/2)^{n(n-1)/2}+(n+3(1/2)^{n(n-1)/2-1}+……+{n(n+1)/2+1}(1/2)
ブロックくずしのように簡単になるのか、lim[n→+∞]に飛ばすのか、通分か。

毎度思うけど思考過程をレスするの何？
〇〇となり……ああ違うか。みたいなの誰も求めてないし数学の試験でそんなこと書くか？
ちゃんとオフラインで答えに辿り着いてからそれを纏めて書けよ

>>285
n=1のときだけは正解です。

日本数オリ本選の問題が出ました
https://i.imgur.com/Ub5tYCW.jpg

>>284
(※)は使えそうですね
実際には Σ|c[p+2,q]-c[p,q]|=2Σc[0,q] の値は積分を使って
C(1+o(1))/√n (as n→∞, ただし定数Cはabsolute) となることが計算できるので、
|Σ(a[0,0]-a[2,0])|
≦Σ|c[p+2,q]-c[p,q]|(|p|+|q|)^α
≦C(1+o(1)) ･ n^(α - 1/2) (∵|p|+|q|>n の時に係数が0となるため、|p|+|q|≦n の範囲で和をとれば良い)
という評価が得られます。
a[0,0]とa[2,0]の差以外にも同様のことが言えるので、結局 α<1/2 は条件を満たすことが導けると思います。

ちなみに一方で a[i,j]:=i (∀(i,j)∈Z^2) という例から、α≧1は条件を満たさないことがわかります

>>200
ヒント。
ホントは積分で求めるんだけど裏技。
まず4点選ぶ。
後でどれをA1B1A2B2と割り振るか決める。

点O中心の半径1の円の内部に点Oと異なる点Aを取る。
半直線OA上にOA・OB=1なる点Bを取る。
円周上に点P,Qを、直線PQに関して点O,A,Bが同じ側に来るように任意に取る。この3点はいずれも直線PQ上に無い。
直線PQに関してAと線対称な点をDとする。
△PBD∽△OBQを示せ。

>>283
四点A1,B1,A2,B2の偏角を小さい順に並べると1122,2211,1221,2112,1212,2121の六通り
このうち、先の四つは線分が互いに交わらない場合であり、後の二つは交わる場合である
つまり、ランダムに決めた二つの線分が交わる確率は1/3

n本の線分により円が分割されているとき、新たに一本の線分を加えるとする
このとき新しい線分が既存の線分と交わらなければ、分割される領域は一つ増える
既存の線分一本と交わるなら領域は二つ増え、既存の線分二本と交わるなら領域は三つ増える
つまり、新しい線分が既存の線分と交わった本数+1の領域が新たに増える

新しい線分を引いたとき、既存の線分n本のうち交わる本数の期待値はn/3だから、
領域の数の増分の期待値はn/3+1となり、
n本の線分で分割されたときの領域の数の期待値をI(n)と置くと、I(n+1)=I(n)+n/3+1と書ける
I(n)-I(1)=(n(n-1)/2)/3+(n-1)、I(1)=2は自明なので、I(n)=n(n-1)/6+n+1

>>292
PQの垂直二等分線が実軸でOが原点となる複素座標を設定する。
Aの実軸対称点をCとする。
ABCDPQの複素座標をabcdpqとする。
PDをPQ、実軸で続けて対称移動するとQCに移るからd-p=q-cである。
またAが単位円に関する反転でCはその実軸反転だからc=1/bである。
P,Qは単位円上かつ実軸対称だからpq=1である。
以上により
(d-p)/(b-p)
=(q-c)/(b-p)
=(1/p-1/b)/(b-p)
=1/(pb)
=(q-0)/(b-0)
であるから△BDPと△BQOは相似である。

>>293
正解！GJ!

>>291
積分でやってみた

A1,B1,A2,B2の偏角を0,X,Y,Zとして、A1を固定し、後の三つを確率変数と考える
それぞれ独立に0から2πの間の値を取る一様分布に従うので、確率密度関数は1/(2π)^3となる

YとZが共に0とXの間の値を取る確率は、
∫[0,2π]∫[0,x]∫[0,x]dydzdx/(2π)^3=∫[0,2π]{x^2/(2π)^3}dx=1/3
Yが0とTの間、ZがTと2πの間の値を取る確率は、
∫[0,2π]∫[0,t]∫[t,2π]dydzdx/(2π)^3=∫[0,2π]{x(2π-x)/(2π)^3}dx=1/6

二線分が交わらない確率=YとZが共に0とXの間または共にXと2πの間である確率=1/3+1/3=2/3
二線分が交わる確率=Yが0とTの間でZがTと2πの間またはその逆となる確率=1/6+1/6=1/3

>>296
おお、素晴らしい！
ここで受験数学お馴染みの1/6公式が出てくるのがへぇと思いました。

前>>290
>>283
n=1のとき2
n=2のとき3(2/3)+4(1/3)=3.33……
n=3のとき4(2/3)^2+5･3(2/3)(1/3)+6(1/3)(2/3)+7(1/3)^2
=(4+10+12+7)/9
=3.66……
急にnやn+1に飛んだらだれもわからないだろう。途中をちゃんとやってほしい。
n=4のとき5(2/3)^3+6(2/3)^2(1/3)+7(2/3)(1/3)^2+8(/)+9(/)+10(1/3)^2(2/3)+11(1/3)^3Ψ`o`Ψ

不正解

とりあえずn=3のときn=2と同じようにやってみればいい。
6点適当に選ぶ。
ただし三点が一点で交わるような特殊なケースは確率0なので無視する。
反時計回りに123456として2個組ずつわける。
12,34,56
12,35,46,
‥
で何通りできるか？
小領域が4つになるのは何通りか？
小領域が5つになるのは何通りか？
小領域が6つになるのは何通りか？
小領域が7つになるのは何通りか？
期待値は？

>>298
m本の線分に交わる線を引くと、そのm本で分割されていたm+1個の領域の上を通ることになる
つまりm+1個の領域を切ることになるので、領域の数は倍化され、m+1個の領域が新たに増えることになる

前>>298
>>301
2本の直線と交差する直線を引くと領域が3個増えることはわかってる。
つまりm=2のとき意味が通じる。
けど交差しないときの確率を足さないかんだろ。
n=3のとき領域が4個になるのは交差しないとき。
n=2のときの考察からして交差するときが1/3で交差しないときが2/3じゃないのか？
4(2/3)^2+5･3(2/3)(1/3)+6(1/3)^2+7(1/3)^3
=(16+30+18+7)/27
=71/27
この計算、
2/3+2/9+1/9+1/27が1になるときじゃないと意味ないんだよ。

A1B1とA2B2が交差する確率は1/3、
A2B2とA3B3が交差する確率は1/3、
A3B3とA1B1が交差する確率は1/3、
しかし交点が３つできる確率はこの３つをかけてもダメ。
かけて求められるのはコレらの事象が独立の時。
独立ではないのでダメです。

調和配列について考えてたけど、どうも何かがおかしい気がする…
>>195 のeの構成って本当に合ってる？
以下の要領で、原点以外の全ての格子点で調和的な有界配列は定数しか存在しないことが示せそうなんだけど…

配列aを a[0,0]=1 かつ a[X]≧0 (∀X∈Z^2) を満たす、原点以外で調和的な有界配列とする。
aの下限 inf_(X∈Z^2) a[X] を0としてよい。a[X]=0 を満たす格子点Xは存在できないことに注意。

配列の列 b_n を
b_n[0,0] = 1 (n≧0)
b_0[p,q] = 0 ( (p,q)は原点以外の格子点)
b_(n+1)[p,q] = b_n[p+1,q] + b_n[p-1,q] + b_n[p,q+1] + b_n[p,q-1] ( (p,q)は原点以外, n≧0)
により定めると、帰納的に
b_n[p,q]≦b_(n+1)[p,q]≦1 (p,qは全ての整数, n≧0)
が導けるため極限 b[p,q]=lim_(n→∞) b_n[p,q] が存在し、
配列 b が原点以外で調和的であることもわかる。また、各nについて
b_n[p,q]=b_n[-p,q]=b_n[p,-q]=b_n[q,p]
0≦p かつ 0≦q ならば b_n[p,q]≧b_n[p+1,q]
1≦p≦q ならば b_n[p,q]≧b_n[p-1,q+1]
b_n[p,q]≦a[p,q]
が成り立つことが帰納的に示せるため、n→∞とすることでbについても同様のことが言える。

配列aの下限が0かつ全ての格子点Xについてa[X]>0であることから、
格子点の列 X_n=(p_n,q_n) であって
lim a[X_n]=0, lim(|p_n|+|q_n|)=0
を満たすものが存在。これより、格子点(p,q)が max(|p|,|q|)≧|p_n|+|q_n| を満たすならば
b[p,q] ≦ b[|p_n|+|q_n|] ≦ b[p_n,q_n] ≦ a[p_n,q_n]
であるから、格子点Xについて|X|→∞ならばb[X]→0が成り立つ。

一旦ここまで。

>>304
訂正。配列の列b_nの漸化式について
誤
b_(n+1)[p,q] = b_n[p+1,q] + b_n[p-1,q] + b_n[p,q+1] + b_n[p,q-1]
正
b_(n+1)[p,q] = (b_n[p+1,q] + b_n[p-1,q] + b_n[p,q+1] + b_n[p,q-1])/4

>>304
何度も申し訳ない、もう１つ訂正。
格子点列X_nについて
誤
lim a[X_n]=0, lim(|p_n|+|q_n|)=0
正
lim a[X_n]=0, lim(|p_n|+|q_n|)=∞

>>304
もちろんeは原点て
4e[0,0]=e[1,0]+e[-1,0]+e[0,1]+e[0,-1]
を満たしてませんよ。
4e[i,j]=e[i+1,j]+e[-i-1,j]+e[i,j+1]+e[i,j-1]
はキルヒホッフの法則
(e[i+1,j]-e[i,j]}+(e[-i-1,j] -e[i,j]}+(e[i,j+1]-e[i,j]}+(e[i,j-1] -e[i,j]}=0
を変形したものですが、原点は電極がついてて電流を吸い出してるのでこの等式が成立していません。
>>195のeは上に有界なのでもし全ての点で上の等式が成立するなら雨宮の定理により定数になってしまいます。

>>283
(n+2)(n+3)/6 かな
導出過程はこれから考えるw

前>>302いきなりnとかmとかで一般項出して解きだす奴は偽者か曲者。1面2面クリアして今3面。
n=3のとき最小が4で最大が7、
4(2/3)(3/4)(1/4)+5(2/3)(4/6)+6(1/3)(4/6)+7(1/3)(2/6)
=4(1/8)+5(4/9)+6(2/9)+7(7/24)
=1/2+32/9+49/24
=(36+256+147)/72
=439/72
=6.0972……
ちょっとマシになった。

>>308
交点の可能な数は n(n-1)/2 である
1≦i<j≦nとしてAiBiとAjBjが交差する確率は各々1/3なのだから、
交点の数の期待値は n(n-1)/6
領域の数の期待値は (n+1)+n(n-1)/6 = (n+2)(n+3)/6

おっと、283は>>293で既に解かれていたか
まだ続いてるのかと思ったw

>>292
初等幾何的証明
ABを直径とする小円を描けば、出題の二つの三角形と相似な
二つの三角形を小円の中に作図できる。

大円と小円の交点をE、F、EFとABの交点をG、
DBと小円、QBと小円の交点をそれぞれH、I、
IGの延長と小円の交点をJ、JHとPBの交点をKとすると、
△KHB∽△GIBで、この二つの三角形は出題の二つの三角形と相似である。

∠H＝∠Iであることはすぐに分かる。
あとは∠KBH＝∠GBIであることを示せばよいが、
これが意外と難しく、今のところ未解決。

>>307
eが原点で調和的でないことはわかっているのですが、問題はそこではなくて、>>304の通り
『原点以外の』全ての格子点で調和的な有界配列は定数しか存在しない
ということを示せてしまう、ということなのです

↓↓304の続き↓↓

c=4b[0,0]-b[1,0]-b[-1,0]-b[0,1]-b[0,-1] とおくと、整数n≧2について
cn = Σ_(m=1,n) c
= Σ_(m=1,n) Σ_(|p|,|q|<m) 4b[p,q] - b[p+1,q] - b[p-1,q] - b[p,q+1] - b[p,q-1]
= Σ_(m=1,n) Σ_(|p|<m) - b[m,p] - b[-m,p] - b[p,m] - b[p,-m] + b[m-1,p] + b[1-m,p] + b[p,m-1] + b[p,1-m]
= 4b[0,0] + ( Σ_(p=1,n) 2b[p,p] + 2b[p,-p] + 2b[-p,p] + 2b[-p,-p] ) - ( Σ_(|p|<n) b[n,p] + b[-n,p] + b[p,n] + b[p,-n] )
= o(n) (as n→∞)
より矛盾。したがって、a は定数でなければならない。

>>313
eは0以上の値をとりますが有界ではありませんよ。
>>204で示されています。

>>314
あら失礼しました… >>195しか見てませんでした

前>>309
>>311つづけてください。
n=3から。
さあ。
3のとき5、
4のとき7、
6のとき12です。

4e(i+1,j)+ e(i-1,j)+ e(i,j+1)+ e(i,j-1)
=
∫[〜] (1-cos((x+y)(i+1))cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
+∫[〜] (1-cos((x+y)(i-1))cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
+∫[〜] (1-cos((x+y)i)cos((x-y)(j+1)))/(1-cosxcosy)dxdy
+∫[〜] (1-cos((x+y)i)cos((x-y)(j-1)))/(1-cosxcosy)dxdy
-4 ∫[〜] (1-cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
=
∫[〜] (2-2cos(x+y)cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(〜)dxdy
+∫[〜] (2-2cos(x-y)cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(〜)dxdy
-4 ∫[〜] (1-cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
=
∫[〜] 4(1-cos(x)cos(y)cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(〜)dxdy
-∫[〜] 4(1-cos((x+y)i)cos((x-y)j))/(1-cosxcosy)dxdy
=
∫[〜] 4cos((x+y)i)cos((x-y)j))dxdy
=
δ[i0]δ[j0]16π^2
になるハズ。

そうすると >>242 の最後の主張も訂正する必要がありそうだ

誤
あるn点 p_i (1≦i≦n) を除いた格子点全体で Δa=a を満たすような有界配列 a は
a[X] = c_0 + Σ_(i=1,n) c_i･a'[X-p_i] (c_iは実数)
と表せる。

正
あるn点 p_i (1≦i≦n) を除いた格子点全体で Δa=a を満たす配列 a であって、
任意の定数 ε>0 について |a[X]|=O(|X|^ε) を満たすようなものは、
a[X] = c_0 + Σ_(i=1,n) c_i･a'[X-p_i] (c_iは実数)
に限られる。