2025.01.29
# 代数 # 数式

「40-16÷4÷2」の答えは?数学における「一意性」という考え方は、バーコードや衛星通信にも使われている!

数学ってどこでわからなくなったんだろう……微分積分?三角関数? 積極的に提言する数学教育の専門家として知られる数学者の芳沢光雄さんは、そのつまずきは、そもそもの算数に始まっているのではないかと指摘します。単なる計算問題や公式の暗記ではなく、「数学への土台となる考え方」を身に付けることが大切です。今回は「一意性」という数学の言葉に注目しながら、じつはその考え方がさまざまなものに応用されていることを紹介します!

日常の中にある一意性が必要な場面

今回は「一意性(唯一通り)」という言葉について取り上げよう。

たとえば他人に道案内するときは、この言葉を意識することが大切である。「駅に着いたら改札口を出てください。待っています」と伝えるときは、改札口が1つでなければならない。「その一本道を真っ直ぐ歩いてきてください。待っています」と伝えるときは、向きと距離を伝えなければ1つにならない。

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前回の記事「数学にとって方程式とはなにか」(1月15日)では、筆者の出前授業で人気の「誕生日当てクイズ」を取り上げた。

「生まれた日(の数)を10倍して、それに生まれた月(の数)を加えてください。その結果を2倍したものに生まれた月(の数)を加えると、いくつになりますか」という質問をして、その答えから誕生日を当てるものである。その部分の詳しい解説は前回の記事を参照していただきたい。

これは、たった1つの計算式の1つの答えから、誕生日の「月」と「日」の2つを正確に当てるところが面白いのである。ちなみに前回の記事では述べなかったが、単に「月」と「日」の一意性だけの説明ならば、以下のように述べることができる。数学として分かりにくいと思われる場合は、この部分は読み飛ばしていただきたい。

xy日生まれの人とab日生まれの人がいて、誕生日当てクイズの答えが一致するならば、

(y×10+x)×2+x=(b×10+a)×2+a

が成り立つ。そこで、以下が導かれる。

x×3+y×20=a×3+b×20

(x-a)×3=(b-y)×20

上式において、右辺は20の倍数である。そこで、左辺は20の倍数になり、3と20は互いに素(共通の素因数はない)なので、x-aが20の倍数になる。xaはどちらも1以上12以下の整数なので、x-aが20の倍数ということは、xaは等しくならざるを得ない。そこで、byも等しくなる。

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