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メジャーを使わずに家具のサイズを測る

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以前、粗大ごみを出すためにサイズを図る必要があったのですが、
家にメジャーがなかったので、紐1本で2進数を利用した方法で測りました。

この証明は、「正の実数は2進数で表される」ということを前提にしています。

任意の長さの紐1本で、任意の長さを測定できる。

ある紐を用意し、長さをxとする。(xR,x>0)
紐の一端を軸にし、180°回転することでx×21の長さが測定可能。

今度は、軸にしなかった方の一端を軸にし、180°回転することでx×20+x×21の長さが測定可能。

さらに、軸にしなかった方の一端を軸にし、180°回転することでx×22が測定可能。

これを繰り返すと
m=x(20a0+21a1+...+2kak+...) ai=01 (0i)
のときmは測定可能。

また、紐を半分にすることでx×21が測定可能。
さらに半分にするとx×22が測定可能。
これを繰り返すと
n=x(21b1+22b2+...+2lbl+...) bj=01 (1j)
のときnは測定可能。

①、②より、m+nも測定可能
m+n=x(20a0+21a1+...+2kak+...)+x(21b1+22b2+...+2lbl+...)
    =x(20a0+21a1+...+2kak+...+21b1+22b2+...+2lbl+...)
    =x(...+2kak+...+21a1+20a0+21b1+22b2+...+2lbl+...)

正の実数は2進数で表されるので
yR,y>0 s.t. y=...+2kak+...+21a1+20a0+21b1+22b2+...+2lbl+...
xy=zx,yR,x,y>0zR,z>0
m+n=xy=z
m+nzR(z>0)
よって、任意の長さの紐1本で、任意の長さを測定できる。

投稿日:2021323
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あーく
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使える数学、面白い数学の分かりやすい解説を心がけています。

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