両皿てんびんにおいて、1,3,3^2,3^3,・・・という分銅を使うとすべての整数量が量りとれるという、とっつきやすく面白いコラムを見つけたので試してみた。 (中川宏)
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27までは頭で逐一計算して、数式を分銅ごとの表にしてみると規則が見えたので、81まで延長してみた。量りとるべき物とは反対側の皿に載せる分銅は+、同じ皿に載せる分銅は−で表記し、色分けしたところ、フラクタクルのような美しい模様ができた。
同じ色の塊をみると、分銅の量とおなじ数ならんでいること、また正の分銅の一塊の中央と、その分銅量は対応していることがわかる。
一般に、整数量Nを量りとるときに使う分銅とその符号(+、−、0=使用しない)は次のように決まる。
[1]まず、Nを3で割る。そのときの余りが
0なら、0
1なら、+
2なら、− の1分銅を使う。
[2]つづいて、Nを9で割る。そのときの余りが
8、0、1なら、0
2,3,4なら、+
5,6,7なら、− の3分銅を使う。
[3]一般に、3n分銅(n>1)の符号は、Nを(3n+1)で割ったときの余りが、
3n+1−(1+3n-1)〜(3n)−1、0、1〜(1+3n-1)なら、0
3n-1+2〜(1+3n-1)+3nなら、+
3n-1+2+3n〜(1+3n-1)+3n+3nなら、−
であり、これは、3nがNを越える一歩手前まで繰り返す。
Nよりひとつ大きい分銅については、
その分銅の量/2>Nなら、0
その分銅の量/2<Nなら、+ となる。
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