・珍しさを作る                         GAI 氏

 確率「1/2」を引き起こすためには、「壷に2個の玉を入れうち一つに印を付けてこれを引
き当てる。」でもいいし、「壷に4個(赤3個、白1個)入れておき、手を突っ込んでランダムに
2個掴み出すとき、2個とも赤」でもいい。(∵ 3C2/4C2=1/2)

 さて、後者のやり方(壷から玉を2個掴み2個とも赤玉)で、次の確率を起こすための壷に
入れておく赤玉、白玉のセッティングを求めて下さい。

 確率 1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/100、1/1000、・・・ が起こせるセット
はそれぞれ何?

 もちろん、パターンは無数にとれることになりますが、なるだけ少ない玉数で作ってみて下
さい。

 ちょっと確認したいことがあるので、確率「1/600」を引き起こす条件を2パターンできたら
これもお願いします。


 DD++さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 6つどうぞ。

576個中24個赤玉 、625個中26個赤玉 、56400個中2303個赤玉 、61201個中2499個赤玉
5526576個中225622個赤玉 、5997025個中244828個赤玉

 ペル方程式もどきの手計算解法を考え中なので、その実験台がてらやってみたんですが、
これってちゃんと小さい方から6つになってますかね?599が素数なんでたぶん大丈夫だとは
思うのですが...。


 GAI さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 完璧です。ペル方程式もどきが出現しますよね。以下の確率は作れますかね?(努力不足?
  1/200 、1/400 、1/500 、1/800

 ぜひ、ペル方程式もどきの解法の手順を開発して下さい。


 DD++さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 他のも実験台に乗せてみました。最小解のみ。

 1/3 ・・・ 3個中2個 、1/4 ・・・ 解なし 、1/5 ・・・ 6個中3個 、1/6 ・・・ 4個中2個
 1/7 ・・・ 7個中3個 、1/8 ・・・ 16個中6個 、1/9 ・・・ 解なし
 1/10 ・・・ 5個中2個(21個中7個ではない!) 、1/100 ・・・ 25個中3個 (たぶん唯一解!
 1/1000 ・・・ 47732022031728000個中1509419069455984個 (...ではない予感?

 ペル方程式もどきの右辺が合成数、特に平方因子を持つ場合が難しく、この問題の場合、
分母−1が平方因子を持つと、見落としの危険が発生しています。1/5はたまたま合い、1/9
は自身が素数の平方で解なし、まではよかったのですが、1/10では実際に最小解の見落と
しが発生し、1/1000に至っては「何!この数字、本気?」

 1/X00(X=2〜9)も、Web上のペル方程式解答プログラムの力を借りながらやってみます。


 GAI さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 「1/1000」について、4桁中2桁が存在していると思います。上記でも確率は1/1000 はOK
です。


 DD++さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 うーむ、2つ怪しい、というか、GAIさんから挙がらなかった「1/700」はもっと小さい4桁くらい
の解を見落としてるんでしょうね。

 1/200 ・・・ 128800個中9108個 、1/300 ・・・ 11025個中637個 、1/400 ・・・ 解なし
ペル方程式と関係なく、n(n-1)=400k(k-1)を4倍して(40k-2n-19)(40k+2n-21)=3×7×19と変形できます
 1/500 ・・・ 9935376個中444324個 、1/600 ・・・ 576個中24個
 1/700 ・・・ 104288625個中3941740個 (699が合成数なので怪しい
 1/800 ・・・ 10482595200個中370615708個 (799も合成数なので怪しい
 1/900 ・・・ 225個中8個 (唯一解

 よく考えたら、n(n-1)が10000000未満の1000の倍数になる4桁の数って、

   1000、1001、1376、1625、2000、2001、2376、2625、3000、3001

の10個しかないですね。ということで、これらを総当りして、1/1000 ・・・ 1376個中44個


 GAI さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

  1/300 ・・・ 25個中2個 ですね!

 特に、1/100の確率が(けっこう日常で使えそうな目安)、25個中3個 で達成されることは注目さ
れる。100本の籤を準備し、当たりを一本入れて引かせることと、25個の中に3個を印を付け
ておき、同時に2個を引かせることで済ませることができる。
準備が楽、でも(1/10)^2 だから10人でジャンケンして続けて2度優勝してもいいか。

 また、「同時に3個を取り出す」で、ちょっと調べたら、

  28個中14個 で P=1/9 、16個中8個  で P=1/10 、12個中6個  で P=1/11
  10個中5個  で P=1/12 、8個中4個   で P=1/14 、6個中3個   で P=1/30

となり、ちょうど半分でも3個同時となると、意外にも確率は小さいものですね。


 DD++さんからのコメントです。(平成26年6月6日付け)

 299も合成数でしたね!また、1/700 ・・・ 225個中9個 とは、思ったより遥かに小さい。
GAIさんは機械で、n=10000 くらいまでやってる感じですか?何にせよ、右辺が合成数の時
について、もうちょっと考えないといけませんね。それ以前に、=±各素数がちゃんと解けな
いといけないわけですけど...。


 GAI さんからのコメントです。(平成26年6月7日付け)

 機械半分、サイトからのアルゴリズム半分です。ちなみに、確率「1/1000」で、DD++さんが
出された数値が、どこからもたらされたかを検討していたら、この解の周辺に、

(全体数,赤玉数)
=(283006126438625,8949439513277)、(50849441634306001,1608000533122018)、
 (8576304332818519376,271206555984772811)

がいましたから、どんなに大きな数でもいくらでも見つけ出すことができます。


 DD++さんからのコメントです。(平成26年6月7日付け)

  確率1/1000の場合は、次のような計算からです。

 (-1+√1000)(39480499+1248483√1000)^2=95464044063455999+3018838138911967√1000

 2n-1=95464044063455999 より、 n=47732022031728000
 2k-1=3018838138911967 より、 k=1509419069455984

 (39480499,1248483) は、ペル方程式の解、(-1,1) は、x2-1000y2=-999 の特解、2乗して
いるのは、1乗だと、2k-1が偶数になってしまうため。(1,1)から作ると、すぐ近くの解がもう1つ
出てくるはずで、近くなくていいなら、4乗や6乗で、いくらでも作れます。

 確率「1/600」で、さくさくと6つ作ったのも、この方法からです。


                                             投稿一覧に戻る