はじめに
この記事では「進法って実は優秀なんじゃないか?」という説について私なりに考察してみた話を紹介します。
私たちが普段使っている進法には次のような性質があります。
- 自然数の下桁がまたはの倍数であるとき、もまたはの倍数である。
- 自然数の各桁の合計がまたはの倍数であるとき、もまたはの倍数である。
たとえば
- の下二桁はの倍数なのでもの倍数
- の下三桁はの倍数なのでもの倍数
- の各桁の合計はの倍数なのでもの倍数
といった感じです。またこれらの逆も言えます。つまり
- の下三桁はの倍数ではないのでもの倍数ではない。
- の下四桁はの倍数ではないのでもの倍数ではない。
- の各桁の合計はの倍数ではないのでもの倍数ではない。
自然数の倍数判定においてこれらの判定法はかなり便利ですが、や、などでも同じことを考えようとすると次のように少し煩雑になってしまいます。
- 自然数について
または
がの倍数であるとき、もの倍数である。 - 自然数について
がの倍数であるとき、もの倍数である。 - 自然数について
または
がの倍数であるとき、もの倍数である。
つまるところ進法ではと以外の倍数判定をするなら上のような方法をわざわざ覚えるより素直に割り算した方がよさそうということになります。でもどうせならもっと多くの倍数判定を簡単にできる方が便利ですよね。ということでそういう観点から何進法ならもっと使いやすいのか考えてみましょう。
倍数判定法
まず上で紹介した倍数判定法がなぜ成り立つのかを確認しておきましょう。
といっても仕組みは単純で進法で表された自然数
がの倍数であるか判別したいとき、をで割った余りをとおいて
がの倍数であるかどうかを判別すればいいという話です。の取り方から
はの倍数になるので、もしがの倍数であるとするともの倍数になりますし、逆にがの倍数であるとするともの倍数になるというわけです。
また、ここで重要なのはがの倍数であることにあるので
とおいてもはの倍数になることから、の代わりに
がで割り切れるかを考えても同じことが言えます。においては各桁の値に掛ける重りの大きさ(絶対値)が以下になるので時によってはよりも計算が楽になります(符号を間違える可能性が高いことに目を瞑ればの話ですが...)。ちなみに
からわかるようにをで割った余りはそれぞれ等しくなります。
"いい"進法
さて、冒頭で挙げた進法におけるの倍数判定法のように、となってくれると計算する方としては助かるのでした。つまりとなるようなの数が多いような進法はより"いい"記数法だと言っていいと思います。
の取り方からはの倍数、特にはの倍数なのでとなるが多いということはの約数の総数が多いということになります(逆にがの約数であるときとなることは簡単にわかります)。というわけでとりあえずから順にの因数を(素数のべきとして)列挙してみてどのようなのときにその総数が多くなるのか見てみましょう。
こうしてみるとまでの中での素因数の総数が一番多いのはのときで、その数は個となっています。また番目の素数の内以外の倍数判定が簡単にできるということなのでこれは進法が最強と言えるのではないでしょうか。
でも進法には、人が扱うにおいて、少し難点があります。その難点を考慮すると次に素因数の個数が多いの中でも進法が扱いやすいんじゃないかと私は思いました。
記数法の難点
私たちが使っている記数法では各桁の値を表わすもの(仮数)としてからまでのアラビア数字に続き必要に応じてとアルファベットが用いられます。しかしそれゆえに仮数の最大値が何だったかわからなくなって四則演算、特に繰り上がりの計算に手間取ってしまうことがあります。たとえば進法では仮数はからまでの値を取りますが、このという事実は日頃進法を使っている私たちにとってはぱっと出てこないもので、私が数学の授業とかで進法を扱うときなんて毎度「がだから、」と数えていたものです(今でもそうですが...)。
つまるところ、「中途半端にアルファベットを使うとややこしくなるから、いっそまで使っちゃえばわかりやすいんじゃね?」と思ったわけです私は。そうして思い至った個のアラビア数字と個のアルファベットを全て使って表される進法は、偶然にも上で見たようにいい感じに多めの"いい"倍数判定法が成り立つ記数法の一つというのですからそれはそれは"いい"記数法と言えるのではないでしょうか。
まとめ
- 進法は"いい"倍数判定法がいい感じに多い
- の下桁がの倍数はの倍数
- の各桁の和がの倍数はの倍数
- の各桁の交代和がの倍数はの倍数
- 進法はからまで使うので繰り上がりの計算がしやすい
さて、晴れて進法の良さがわかったところで九九ならぬ表でも眺めて締めとしましょう。
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???「君、進法では繰り上がりの計算がしやすいって言ったよね?」
???「じゃあはいくらになるかわかるよね?」
( ´_ゝ`)
(´_ゝ`)
yakekuso.png
結局文字は少ないに越したことはないね!
現実的には進数くらいが一番優秀なんじゃないですかね。
人間の手足の指が各本ずつだったらもっと世界は違っていたかもしれませんね。
ちなみにです。
では