Can you solve the multiplying rabbits riddle? - Alex Gendler

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TED-Ed


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Akiko Kawagoe 校正: Tomoyuki Suzuki
00:06
After years of experiments,
0
6820
1670
何年もの実験の末
00:08
you’ve finally created the pets of the future–
1
8490
2990
ついに 未来のペットが 完成しました ー
00:11
nano-rabbits!
2
11480
1450
ナノラビットです!
00:12
They’re tiny, they’re fuzzy…
3
12930
1850
ちっちゃくて フワフワで...
00:14
and they multiply faster than the eye can see.
4
14780
3430
目にも留まらぬ速さで 繁殖します
00:18
In your lab there are 36 habitat cells,
5
18210
3260
あなたの研究室には
逆ピラミッド状に配置された 36室の生息部屋があり
00:21
arranged in an inverted pyramid,
6
21470
2260
00:23
with 8 cells in the top row.
7
23730
2500
最上段には8部屋あります
00:26
The first has one rabbit,
8
26230
1790
1番目の部屋には ナノラビットが1匹
00:28
the second has two, and so on,
9
28020
2740
2番目の部屋には ナノラビットが2匹 ...と続いて
00:30
with eight rabbits in the last one.
10
30760
2510
最後の部屋には 8匹います
00:33
The other rows of cells are empty…
11
33270
2540
その他の部屋は 空いています
00:35
for now.
12
35810
1250
今のところはね
00:37
The rabbits are hermaphroditic,
13
37060
2040
ナノラビットは 雌雄同体で
00:39
and each rabbit in a given cell will breed once
14
39100
2980
各部屋のナノラビットは それぞれ一度ずつ
00:42
with every rabbit in the horizontally adjacent cells,
15
42080
3740
水平に隣接した部屋にいる すべてのナノラビットと交配し
00:45
producing exactly one offspring each time.
16
45820
3800
毎回 必ず1匹の子孫を生みます
00:49
The newborn rabbits will drop into the cell
17
49620
2350
生まれたてのナノラビットは
00:51
directly below the two cells of its parents,
18
51970
3210
両親がいる部屋の 真下の部屋に入り
00:55
and within minutes will mature and reproduce in turn.
19
55180
4280
数分以内に成熟し 順に繁殖します
00:59
Each cell can hold 10^80 nano-rabbits –
20
59460
3925
各部屋は 10の80乗匹まで 収容できます ―
01:03
that’s a 1 followed by 80 zeros –
21
63385
2710
つまり1の後に0が80個並びます ―
01:06
before they break free and overrun the world.
22
66095
3990
それを超えると ナノラビットは逃げ出し 世界を侵略してしまいます
01:10
Your calculations have given you a 46-digit number
23
70085
3831
あなたが計算したところ 最下段の部屋に入るナノラビットの数は
01:13
for the count of rabbits in the bottom cell–
24
73916
2510
46桁になっていて ―
01:16
plenty of room to spare.
25
76426
2740
まだ 余裕があります
01:19
But just as you pull the lever to start the experiment,
26
79166
3080
しかし 実験を始めようと レバーを引いた途端
01:22
your assistant runs in with terrible news.
27
82246
2860
助手が走ってやってきて ヒドい知らせを伝えました
01:25
A rival lab has sabotaged your code
28
85106
2800
ライバルの研究室が あなたのコードを改ざんしていて
01:27
so that all the zeros at the end of your results got cut off.
29
87906
4218
計算結果に並ぶ末尾の0が すべて切り取られていたのです
01:32
That means you don’t actually know
30
92124
2100
つまり 最下段の部屋に すべてのナノラビットを収容できるのか
01:34
if the bottom cell will be able to hold all the rabbits –
31
94224
3060
分からなくなってしまったのです
01:37
and the reproduction is already underway!
32
97284
3180
しかも 繁殖はすでに進行中!
01:40
To make matters worse,
33
100464
1370
さらに困ったコトに
01:41
your devices and calculators are all malfunctioning,
34
101834
3340
端末や電卓は すべて故障していて
01:45
so you only have a few minutes to work it out by hand.
35
105174
4340
数分のうちに 自分の手で問題解決する必要があります
01:49
How many trailing zeros should there be
36
109514
2534
最下段の部屋に入る ナノラビットの数の末尾には
01:52
at the end of the count of rabbits in the bottom habitat?
37
112048
3370
0をいくつ付ければよいでしょうか?
01:55
And do you need to pull the emergency shut-down lever?
38
115418
3690
また 緊急停止レバーを 引く必要はあるでしょうか?
01:59
Pause the video now if you want to figure it out for yourself.
39
119108
2960
自分で答えを考えたいなら ここでビデオを一時停止しましょう!
02:02
Answer in 3
40
122068
3010
答えまで 3秒
02:05
Answer in 2
41
125078
2790
答えまで 2秒
02:07
Answer in 1
42
127868
660
答えまで 1秒
02:08
There isn’t enough time to calculate the exact number of rabbits in the final cell.
43
128528
4850
最下段の部屋に入るナノラビットの 正確な数を計算するヒマはありません
02:13
The good news is we don’t need to.
44
133378
2030
幸い その必要はありません
02:15
All we need to figure out
45
135408
1370
私たちは 末尾に並ぶ0の個数さえ
02:16
is how many trailing zeros it has.
46
136778
3170
分かればいいのです
02:19
But how can we know how many trailing zeros a number has
47
139948
3270
しかし ナノラビットの数を計算せずに
02:23
without calculating the number itself?
48
143218
2740
どうやって 末尾の0の個数が 分かるのでしょうか?
02:25
What we do know is that we arrive at the number of rabbits in the bottom cell
49
145958
4030
分かっているのは 最下段の部屋に入る ナノラビットの数に辿り着くには
02:29
through a process of multiplication –
50
149988
2280
文字通り 掛け算による 計算(繁殖)過程で得られるということです
02:32
literally.
51
152268
990
02:33
The number of rabbits in each cell
52
153258
1670
各部屋のナノラビットの数は
02:34
is the product of the number of rabbits in each of the two cells above it.
53
154928
4070
その上の2部屋にいるナノラビットの数を 掛け合わせた結果です
02:38
And there are only two ways
54
158998
1509
そして 掛け算の結果
02:40
to get numbers with trailing zeros through multiplication:
55
160507
3230
末尾が0となる数字を得る方法は 2通りしかありません
02:43
either multiplying a number ending in 5 by any even number,
56
163737
4110
末尾が5の数に 偶数を掛けるか
02:47
or by multiplying numbers that have trailing zeroes themselves.
57
167847
4300
末尾が0の数を掛けるか です
02:52
Let’s calculate the number of rabbits in the second row
58
172147
2921
では 2段目の部屋に入る ナノラビットの数を計算して
02:55
and see what patterns emerge.
59
175068
2220
どんなパターンが出てくるかを 見てみましょう
02:57
Two of the numbers have trailing zeros –
60
177288
2290
末尾が0の数が2つあります ―
02:59
20 rabbits in the fourth cell and 30 in the fifth cell.
61
179578
3670
4番目の部屋の「20匹」と 5番目の部屋の「30匹」 です
03:03
But there are no numbers ending in 5.
62
183248
2390
でも 末尾が5の数はありません
03:05
And since the only way to get a number ending in 5 through multiplication
63
185638
3770
そして 掛け算をして 末尾が5となるのは
末尾が5の数字と 掛けた場合だけなので
03:09
is by starting with a number ending in 5,
64
189408
2480
03:11
there won’t be any more down the line either.
65
191888
3570
これより下の段にも 末尾が5の数は 出てきません
03:15
That means we only need to worry
66
195458
1530
となると 末尾が0の数だけに
03:16
about the numbers that have trailing zeros themselves.
67
196988
3390
注目すればいいわけです
03:20
And a neat trick to figure out the amount of trailing zeros in a product
68
200378
3840
そして 掛け算の結果 末尾に並ぶ 0の個数を知るための 賢い方法は
03:24
is to count and add the trailing zeros in each of the factors –
69
204218
4300
2つの数の末尾に並ぶ0の個数を 数えて 足すことです ―
03:28
for example, 10 x 100 = 1,000.
70
208518
4163
例えば 10 x 100 = 1,000 となります
03:32
So let’s take the numbers in the fourth and fifth cells
71
212681
3078
では 4番目と5番目の部屋の 数から始めて
03:35
and multiply down from there.
72
215759
2470
そこから下に向かって 掛け算を進めてみましょう
03:38
20 and 30 each have one zero,
73
218229
2520
20と30には それぞれ0が1つずつあるので
03:40
so the product of both cells will have two trailing zeros,
74
220749
3510
この2部屋の数を掛けると 末尾に0が2つ並びます
03:44
while the product of either cell and an adjacent non-zero-ending cell
75
224259
4360
一方 反対側に隣接する部屋は 末尾が0以外の数なので
03:48
will have only one.
76
228619
2290
掛け算の結果は 末尾に0が1つしかつきません
03:50
When we continue all the way down,
77
230909
2020
これをずっと下まで続けていくと
03:52
we end up with 35 zeros in the bottom cell.
78
232929
3510
最下段の部屋では 0が35個並びます
03:56
And if you’re not too stressed about the potential nano-rabbit apocalypse,
79
236439
4170
もし ナノラビットによる大惨事が 起こる可能性に対し 心の余裕を残していれば
04:00
you might notice that counting the zeros this way
80
240609
2892
この方法で0を数えることが パスカルの三角形の一部となることに
04:03
forms part of Pascal’s triangle.
81
243501
2960
気付くかもしれませんね
04:06
Adding those 35 zeros to the 46 digit number we had before
82
246461
4680
すでに得られていた46桁の数に 0を35個足すと
04:11
yields an 81 digit number –
83
251141
2610
81桁になります ―
04:13
too big for the habitat to contain!
84
253751
2330
収容可能数を超えています!
04:16
You rush over and pull the emergency switch
85
256081
2750
ちょうど7段目のナノラビットが 成熟しようとしたところで
04:18
just as the seventh generation of rabbits was about to mature –
86
258831
3870
慌てて 緊急停止レバーを引きました ―
04:22
hare-raisingly close to disaster.
87
262701
3357
危うく 兎(と)んだ災難になるところでした
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