ピースA(L字型で3マス)とピースB(横長の3マス)を合わせて10個使い、ケース(縦5マス、横6マスの合計30マス)に隙間なく敷き詰める時、それぞれのピースを何個ずつ使うか求める問題です。

応用数学パズル組み合わせ試行錯誤平面充填
2025/5/13

1. 問題の内容

ピースA(L字型で3マス)とピースB(横長の3マス)を合わせて10個使い、ケース(縦5マス、横6マスの合計30マス)に隙間なく敷き詰める時、それぞれのピースを何個ずつ使うか求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、ピースAをxx個、ピースBをyy個使うとします。
すると、以下の2つの式が成り立ちます。
* ピースの個数に関する式:x+y=10x + y = 10
* マスの数に関する式:3x+3y=303x + 3y = 30
2つ目の式は両辺を3で割ると、x+y=10x+y=10となり、1つ目の式と同じになるため、これだけではxxyyの値を決定できません。
そこで、xxyyの組み合わせをいくつか試してみる必要があります。
例えば、ピースAを0個から10個まで変えて、それぞれのケースでケース全体を埋められるか試すのが良いでしょう。
* x=0x = 0の場合、y=10y = 10となり、ピースBだけでケースを埋める必要があります。しかし、ピースBは横長の3マスなので、縦5マスのケースにはうまく入りません。
* x=1x = 1の場合、y=9y = 9となり、ピースAが1個、ピースBが9個です。
* x=2x = 2の場合、y=8y = 8となり、ピースAが2個、ピースBが8個です。
* ...
* x=10x = 10の場合、y=0y = 0となり、ピースAだけでケースを埋める必要があります。しかし、ピースAは3マスなので30マスを綺麗に割り切れないため、このケースは不可能です。
ケースの形から考えて、ピースAとピースBをある程度バランス良く使う必要があると予想できます。
いくつか試行錯誤すると、ピースAを4個、ピースBを6個使うと、ケースを隙間なく埋めることができることがわかります。
ケースに敷き詰めるパターンを具体的に示すことができれば、より確実な答えとなります。

3. 最終的な答え

A:4個
B:6個

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