階段を上る                                戻る

 一歩で、1段、2段、または、3段を登れる人が、7段の石段を登る。何通りの登り方がある
か。ただし、途中で下りたり足踏みしたりはしないものとする。
                  (参考:第10回 日本数学オリンピック予選問題(平成12年))









































(答) n段の石を登る方法の数を、a通りとすると、帰納的に、

 a1=1、a2=2、a3=4、a4=a3+a2+a1=4+2+1=7、

 a5=a4+a3+a2=7+4+2=13、

 a6=a5+a4+a3=13+7+4=24、

 a7=a6+a5+a4=24+13+7=44(通り)


 一般には、次の漸化式が成り立つ。

 a1=1、a2=2、a3=4、an+3=an+2+an+1+a

 ところで、この漸化式を解いて一般項を求めることは可能だろうか?(→参考:「A000073」)


 「階段を上がる、下がる」と題して、GAI さんから問題をいただきました。
                                      (平成28年4月15日付け)

 一歩で、1段、2段、または、3段を移動できる人が、7段の石段の上と下にいる。この2人
が同時に1回ずつ移動するとき、「2人が同時に同じ段に止まるような動き方」は何通りある
か?ただし、途中で逆行したり足踏みしたりはしないものとする。

 また、一歩で4段までの移動が可能な2人の場合、20段の階段でなら何通りになるか?


(コメント) 7段の石段の場合を考えてみました。「7段の石段の上と下にいる」とのことなの
      で、上の人は7段目の石段の上、下の人は地面の上にいるとして考えました。

 一歩で、1段、2段、または、3段の移動を、それぞれA、B、Cとする。

 2人が同時に2段目で止まるような動き方は、
 (下の人の動き) AA   (上の人) BC または CB  ・・・ 1×2=2通り

 2人が同時に3段目で止まるような動き方は、
 (下の人の動き) AAA   (上の人) AAB または ABA または BAA
                                           ・・・ 1×3=3通り
 (下の人の動き) AB または BA   (上の人) AC または CA または BB
                                           ・・・ 2×3=6通り
 2人が同時に4段目で止まるような動き方は、
 (下の人の動き) AAB または ABA または BAA   (上の人) AAA
                                           ・・・ 3×1=3通り
 (下の人の動き) AC または CA または BB  (上の人) AB または BA
                                           ・・・ 3×2=6通り
 2人が同時に5段目で止まるような動き方は、
 (下の人の動き) BC または CB   (上の人) AA  ・・・ 2×1=2通り

 以上から、求める場合の数は、 2+3+6+3+6+2=22(通り)
(あまり自信がありません。数え漏れがありそう...)


 at さんからのコメントです。(平成28年4月15日付け)

 7段の石段の場合、[x^7](1/(1-(x+x^2+x^3)^2))=22 通り

 20段の石段の場合、[x^20](1/(1-(x+x^2+x^3+x^4)^2))=141977 通り


(コメント) at さんの結果と一致して安心しました。at さんに感謝します。