2006年06月06日

エレガントさと対称性

小ネタが続く今日この頃。
Life is beautiful:できるかぎりエレガントな解法を見つけて「うっかりミス」を減らすより。

例題1.時計の長針と短針は、12時にちょうどピッタリと重なります。次にピッタリと重なるのは何時でしょう。

例題2.サイコロを2個、順番に投げることにします。1つ目のサイコロの目の方が二つ目のサイコロの目より大きい確率を求めてください。

以下解答と考察。

解答1.12時間経つ(短針が1周する)うちに、ピッタリと重なるのは11回。全て等間隔で起こる。よって12/11時。

解答2.2つの目が異なる確率は5/6。そのうちの半分のケースで1つ目のサイコロの目が大きくなる。よって5/12。

両方の解答に共通しているのは「対称性」である。

例題1では、「重なった状態から次の重なった状態まで」が12時間の間に11個詰まっている。例題2では、「1つ目が大きい」と「2つ目が大きい」の2個が、5/6の確率の中に詰まっている。それぞれが等間隔(同じ大きさ)で存在していることが条件になる。

質問されたものだけについて考える代わりに、まず全体を考えてから割ってみる。解答に辿りつくまでのステップとしては増えている。しかし、1つのステップの難易度が下がっていれば、そちらの方がエレガントな(単純な、簡単な、短い)解答になることがある。

一般に、最もありがちなアプローチとは違う方法がより単純であれば、「エレガント」と呼ばれるようだ。世の中には、普通の人が普通に思いつく解法が最も簡潔になる問題もたくさんある(というか、多分その方が多い)のだが、そういうものは「エレガント」とは呼ばれない。どの辺に「エレガントさ」の基準があるのか、いつも少々首を捻りながら、友人にパズルを出題する時には「エレガント」という言葉をつい使ってしまう。少々ムズムズしながら。

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