偶数枚(ぐうすうまい)のカードをつみ重ねた山があります。このカードの山をちょうど半分のところで上下2つに区切り、上半分をA、下半分をBとします。そして、Aの1番上のカードの下にBの一番上のカード、続けてAの2番目のカード、Bの2番目のカード、…と交互(ご)に組みかえて、再び1つの山を作ります。これを操作Xとよぶことにします。
(1)50枚のカードの山に操作Xを1回行った後、最初上から23枚目であったカードは上から何枚目にうつりますか。
(2)何枚かのカードを用意して、操作Xを続けて2回行うと、最初上から55枚目であったカードが元の位置に戻りました。カードは全部で何枚ありますか。
カードのシャッフルの有名問題です。
(1)の問題を通じて、カードの動きをしっかり把握することが大切です。
(1)は上から23枚目だけでなく、上から28枚目あたりも答えさせたほうが親切な出題だったでしょうね。
仮にカードの動きがすぐにわからなかったとしても、下のように小さい例で実験すれば、すぐに決まりが読み取れます。
カードが4枚のとき
はじめ 1、2、3、4
(上半分)1、2
(下半分)3、4
シャッフル後 1、3、2、4
カードが6枚のとき
はじめ 1、2、3、4、5、6
(上半分)1、2、3
(下半分)4、5、6
シャッフル後 1、4、2、5、3、6
いずれにせよ、シャッフル後に上半分のカードが奇数枚目に、下半分のカードが偶数枚目にうつることがわかりますね。
詳しくは、下記ページで。
因みに、1組のトランプ(52枚)のカードをシャッフルすると8回で元に戻ります。
余裕のある人はなぜそうなるか考えてみるとよいでしょう。