■剰余系と整数生成定規(その40)

 {1,2,3}にせよ{1,2,3,7,11,16,18}にせよ,ひとつの要素を2回以上使うことができる場合は,6あるいは58より大きいどんな数でも作ることができる.

 一般に,

[Q]目盛りのついていないマスで,1からnまですべてはかれるようにするにはどうしたらいいか?

 「万能マスの形」を問う問題であるが,=「整数生成集合」を求める問題でもある.次回以降のことを考えて,今回のコラムでは2進集合,3進集合について掲げておきたい.

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 フィボナッチは用意する錘の数をなるべく少なくして,1からnまですべてはかれるようにするにはどうしたらいいかという天秤の問題を考えた.

[1]錘を片側のみに載せられる場合

  2^0,2^1,・・・,2^n-1のn個を用意すれば,2^n−1まですべてはかれる.たとえば,1,2,4,8,16の5個の錘で31まですべてはかれる.

[2]錘を両側に載せられる場合

  3^0,2^1,・・・,3^n-1のn個を用意すれば,(3^n−1)/2まですべてはかれる.たとえば,1,3,9,27の4個の錘で40まですべてはかれる.

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