2013年12月20日金曜日

テレビを見ていない子供は珍しい

12月に入ってから、娘を保育園へ入れました。妻は専業主婦をしているのですが、次の2つの理由から保育園へ入れることにしました。
  1. 娘は同じぐらいの歳の子供と遊ぶのが大好き\(^o^)/
  2. 妻も仕事を始める準備のため時間が欲しい。

つまり、手に負えないということです(~_~;)

保育園へ通い始めた最初の週は泣いたりしたそうですが、2週目からは慣れたみたいで楽しく遊んでいるようです。

妻が娘を迎えに行くと保育園の園長と話す機会があるのですが、娘は他の子供と行動パターンが違うそうです。

要因の一つとして、娘にテレビを見せていない事がありそうで、妻がその事を園長に話すとかなり驚いたようで、テレビを観ていない子供が入ってくるのは20年ぶりとのことです。

園長の話では、20年前にテレビを見ていなかった子供は、かなり優秀だったようです。保育園児で優秀と言われても実感がわきませんが(^o^)

とにかく、印象に残っていることに間違いなさそうです。保育園としても、良く観察したいとのことです。


モルモットか\(^o^)/

2013年12月11日水曜日

公園で園児たちと遊ぶ

12月7日(土)の午前中に娘を歩いて30分ぐらいの場所にあるO公園へ連れて行きました。その公園は広いのですが、子供用の遊具がブランコと滑り台程度と少ないので、すぐに飽きてくれるだろうとの思惑もありました。

しかし、しばらく遊ばせていると、近くの保育園から園児の団体が遊びに来てしまいました。娘は、その子どもたちに混じって遊び始め、私の思惑は外れました。

園児たちは、1時間ほど遊ぶと保育園へ帰り支度を始め、並んで歩き始めました。娘もその列に混じり、一緒に保育園へ行こうとします。今日、少し遊ばせてもらっただけなのに、いきなり馴染んでいます。


仕方がないので、保育園まで一緒に歩かせましたが、保育園の前でお別れです。その後が大騒ぎ。園児たちとまだまだ遊びたかったようですが、まだ2歳なので保育園の中に入れてもらえないことが分からず、泣き叫ぶ娘を抱えて帰りました。

2013年12月10日火曜日

素数の音楽

素数の出現頻度に関するリーマン予想を中心に、素数についての話題やリーマン予想の証明に取組んだ数学者について、数学に馴染みの薄い読者向けに書かれた本です。

その中で、特に印象に残った話題を紹介します。

我々の足元にある大地は円盤状の形状をしており、巨大な亀の上に乗った4頭の象に支えられていることは、皆さんご存知のことと思います。

しかし、ここで一つの疑問が湧いてきます。その亀の下には何があるのか?何も無いなら、大地は落下してしまいます。これでは安心して眠ることもできません。

この疑問に「素数の音楽」は答えてくれました。亀の下には亀がいるのです。その亀の下にも亀がいます。つまり、亀が積み重なって大地を支えているのです\(^o^)/

残念ながら、亀の下には必ず亀がいるので、人間が一番下の亀に到達することはできません。

2013年8月11日日曜日

[Project Euler] Problem 18 「最大経路の和 その1」

以下の三角形の頂点から下まで移動するとき, その数値の和の最大値は23になる.
3
7 4
2 4 6
8 5 9 3
この例では 3 + 7 + 4 + 9 = 23.

以下の三角形を頂点から下まで移動するとき, その最大の和を求めよ.
75
95 64
17 47 82
18 35 87 10
20 04 82 47 65
19 01 23 75 03 34
88 02 77 73 07 63 67
99 65 04 28 06 16 70 92
41 41 26 56 83 40 80 70 33
41 48 72 33 47 32 37 16 94 29
53 71 44 65 25 43 91 52 97 51 14
70 11 33 28 77 73 17 78 39 68 17 57
91 71 52 38 17 14 91 43 58 50 27 29 48
63 66 04 68 89 53 67 30 73 16 69 87 40 31
04 62 98 27 23 09 70 98 73 93 38 53 60 04 23

注: ここではたかだか 16384 通りのルートしかないので, すべてのパターンを試すこともできる. Problem 67 は同じ問題だが100行あるので, 総当りでは解けない. もっと賢い方法が必要である.

下から順番に足していけば経路が求まりそうです.

  1. 例の下から2段目を考える.
  2. 左端の2からたどり着ける数は8と5であり, 大きい方の8を取る.
  3. 左端の2を8との和10に置き換える.
  4. 同様にして4を13, 6を15に置き換える.
  5. この操作を上に向けて続けると23を得る.

この操作を手続として定義すると次のようになります.

(require srfi/1)

(define (front lst)
  (reverse (cdr (reverse lst))))

(define (sum-row upper lower)
  (map (lambda (u l1 l2) 
         (+ u (if (< l1 l2) l2 l1)))
       upper
       (cdr lower)
       (front lower)))


(define data '((75)
               (95 64)
               (17 47 82)
               (18 35 87 10)
               (20 04 82 47 65)
               (19 01 23 75 03 34)
               (88 02 77 73 07 63 67)
               (99 65 04 28 06 16 70 92)
               (41 41 26 56 83 40 80 70 33)
               (41 48 72 33 47 32 37 16 94 29)
               (53 71 44 65 25 43 91 52 97 51 14)
               (70 11 33 28 77 73 17 78 39 68 17 57)
               (91 71 52 38 17 14 91 43 58 50 27 29 48)
               (63 66 04 68 89 53 67 30 73 16 69 87 40 31)
               (04 62 98 27 23 09 70 98 73 93 38 53 60 04 23)))
        

(define (loop lower rest)
  (display lower)
  (newline)
  (if (null? rest)
      lower
      (loop (sum-row (car rest) lower) (cdr rest))))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (loop (car (reverse data))
        (cdr (reverse data)))
(4 62 98 27 23 9 70 98 73 93 38 53 60 4 23)
(125 164 102 95 112 123 165 128 166 109 122 147 100 54)
(255 235 154 150 140 179 256 209 224 172 174 176 148)
(325 246 187 178 256 329 273 302 263 242 193 233)
(378 317 231 321 354 372 393 354 360 293 247)
(419 365 393 387 419 425 430 376 454 322)
(460 434 419 475 508 470 510 524 487)
(559 499 479 536 514 526 594 616)
(647 501 613 609 533 657 683)
(666 614 636 684 660 717)
(686 640 766 731 782)
(704 801 853 792)
(818 900 935)
(995 999)
(1074)
(1074)
> 

2013年8月10日土曜日

[Project Euler] Problem 17 「数字の文字数」


1 から 5 までの数字を英単語で書けば one, two, three, four, five であり, 全部で 3 + 3 + 5 + 4 + 4 = 19 の文字が使われている.
では 1 から 1000 (one thousand) までの数字をすべて英単語で書けば, 全部で何文字になるか.
注: 空白文字やハイフンを数えないこと. 例えば, 342 (three hundred and forty-two) は 23 文字, 115 (one hundred and fifteen) は20文字と数える. なお, "and" を使用するのは英国の慣習.

数を英単語に置き換える手続きがあれば解けそうです. 空白やハイフンを数えないことになってるので, 英単語は文字列のリストとして表現します.

  1. 数を英単語に置き換える.
  2. 文字列を文字のリストに変換する.
  3. 文字の総数を求める.

手続きは次のようになります.

(require srfi/1)

(define (nbr-to-word n)
  (define (loop nbr)
    (cond ((= nbr 1) (list "one"))
          ((= nbr 2) (list "two"))
          ((= nbr 3) (list "three"))
          ((= nbr 4) (list "four"))
          ((= nbr 5) (list "five"))
          ((= nbr 6) (list "six"))
          ((= nbr 7) (list "seven"))
          ((= nbr 8) (list "eight"))
          ((= nbr 9) (list "nine"))
          ((= nbr 10) (list "ten"))
          ((= nbr 11) (list "eleven"))
          ((= nbr 12) (list "twelve"))
          ((= nbr 13) (list "thirteen"))
          ((= nbr 14) (list "fourteen"))
          ((= nbr 15) (list "fifteen"))
          ((= nbr 16) (list "sixteen"))
          ((= nbr 17) (list "seventeen"))
          ((= nbr 18) (list "eighteen"))
          ((= nbr 19) (list "nineteen"))
          ((= nbr 20) (list "twenty"))
          ((= nbr 30) (list "thirty"))
          ((= nbr 40) (list "forty"))
          ((= nbr 50) (list "fifty"))
          ((= nbr 60) (list "sixty"))
          ((= nbr 70) (list "seventy"))
          ((= nbr 80) (list "eighty"))
          ((= nbr 90) (list "ninety"))
          ((= nbr 1000) (list "one" "thousand"))
          ((and (>= nbr 100) (= (remainder nbr 100) 0)) 
           (append (loop (quotient nbr 100)) (list "hundred")))
          ((>= nbr 100) 
           (append (loop (quotient nbr 100)) 
                   (list "hundred" "and") 
                   (loop (remainder nbr 100))))
          ((>= nbr 21) 
           (append (loop (* (quotient nbr 10) 10)) 
                   (loop (remainder nbr 10))))))
  (loop n))
  

(define (word-length word)
  (length (apply append (map string->list word))))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (map nbr-to-word (iota 150 1))
(("one")
 ("two")
 ("three")
 ("four")
 ("five")
 ("six")
 ("seven")
 ("eight")
 ("nine")
 ("ten")
 ("eleven")
 ("twelve")
 ("thirteen")
 ("fourteen")
 ("fifteen")
 ("sixteen")
 ("seventeen")
 ("eighteen")
 ("nineteen")
 ("twenty")
 ("twenty" "one")
 ("twenty" "two")

 ... 省略 ...

 ("ninety" "six")
 ("ninety" "seven")
 ("ninety" "eight")
 ("ninety" "nine")
 ("one" "hundred")
 ("one" "hundred" "and" "one")
 ("one" "hundred" "and" "two")
 ("one" "hundred" "and" "three")
 ("one" "hundred" "and" "four")

 ... 省略 ...

 ("one" "hundred" "and" "forty" "seven")
 ("one" "hundred" "and" "forty" "eight")
 ("one" "hundred" "and" "forty" "nine")
 ("one" "hundred" "and" "fifty"))
> (fold + 0 (map word-length (map nbr-to-word (iota 1000 1))))
21124
> 

2013年8月9日金曜日

[Project Euler] Problem 16 「べき乗の数字和」

215 = 32768 であり, これの各桁の和は 3 + 2 + 7 + 6 + 8 = 26 となる.
同様にして, 21000 の各桁の和を求めよ.

素直に, 2の1000乗を求めて, 各桁の和を求めます. 使用する手続きは次のようになります.

(require srfi/1)

(define (square x) (* x x))

(define (fast-expt-iter b n p)
  (cond ((= n 0) p)
        ((even? n) (fast-expt-iter (square b) (/ n 2) p))
        (else (fast-expt-iter b (- n 1) (* b p)))))

(define (fast-expt b n)
  (fast-expt-iter b n 1))

(define (decimal-format nbr)
  (define (loop ans n)
    (if (= 0 n)
        ans
        (loop (cons (remainder n 10) ans) (quotient n 10))))
  (loop () nbr))

手続きfast-exptについては, SICPを参考にしています. 計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (fast-expt 2 1000)
1071508607186267320948425049060001810561404811705
5336074437503883703510511249361224931983788156958
5812759467291755314682518714528569231404359845775
7469857480393456777482423098542107460506237114187
7954182153046474983581941267398767559165543946077
0629145711964776865421676604298316526243868372056
68069376
> (apply + (decimal-format (fast-expt 2 1000)))
1366
> 

2013年8月8日木曜日

[Project Euler] Problem 15 「格子経路」

2×2 のマス目の左上からスタートした場合, 引き返しなしで右下にいくルートは 6 つある.
では, 20×20 のマス目ではいくつのルートがあるか.

よくある数え上げの問題で, 経路の数は40C20となります. 組合せの数を求める手続きがあると答えは求まります.

  1. 分母と分子に現れる数のリストを作る.
  2. それぞれの数を素因数分解する.
  3. 分母に現れる数から分子に現れる数を取り除く.
  4. 分母に残った数の積を求める.

組合せの数を求める手続きの定義は次のようになります.

(require srfi/1)

(define (square n) (* n n))

(define (divides? a b)
  (= (remainder b a) 0))

(define (find-divisor n test-divisor)
  (cond ((> (square test-divisor) n) n)
        ((divides? test-divisor n) test-divisor)
        (else (find-divisor n (+ test-divisor 1)))))

(define (smallest-divisor n)
  (find-divisor n 2))

(define (prime-factorization n)
  (let ((a (smallest-divisor n)))
    (if (= a n)
        (list n)
        (cons a (prime-factorization (/ n a))))))

(define (comb i j)
  (define (pf items)
    (sort (apply append (map prime-factorization items))
          <))
  (define (remove-one lst obj)
    (cond ((null? lst) ())
          ((equal? (car lst) obj) (cdr lst))
          (else (cons (car lst) (remove-one (cdr lst) obj)))))
  (define (diff a b)
    (cond ((null? b) a)
          ((member (car b) a) (diff (remove-one a (car b)) (cdr b)))
          (else (error "diff"))))
  (apply * (diff (pf (iota j i -1))
                 (pf (iota (- j 1) 2)))))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (comb 40 20)
137846528820
> 

2013年8月7日水曜日

[Project Euler] Problem 14 「最長のコラッツ数列」

正の整数に以下の式で繰り返し生成する数列を定義する.
n → n/2 (n が偶数)
n → 3n + 1 (n が奇数)
13からはじめるとこの数列は以下のようになる.
13 → 40 → 20 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1
13から1まで10個の項になる. この数列はどのような数字からはじめても最終的には 1 になると考えられているが, まだそのことは証明されていない(コラッツ問題)
さて, 100万未満の数字の中でどの数字からはじめれば最長の数列を生成するか.
注意: 数列の途中で100万以上になってもよい

コラッツ数列を求める手続きを定義します.

(define (collatz n)
  (define (loop ans i)
    (cond ((= i 1) (reverse (cons i ans)))
          ((even? i) (loop (cons i ans) (quotient i 2)))
          (else (loop (cons i ans) (+ (* i 3) 1)))))
  (loop '() n))

(define (max-collatz upper)
  (define (loop ans i)
    (if (< upper i)
        ans
        (let ((c (collatz i)))
          (if (< (length ans) (length c))
              (loop c (+ i 1))
              (loop ans (+ i 1))))))
  (loop '() 1))

コラッツ数列を求める手続きに誤りがないことを確認してから計算します.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (collatz 13)
(13 40 20 10 5 16 8 4 2 1)
> (max-collatz 999999)
(837799 2513398 1256699 3770098 1885049 5655148 2827574 1413787 4241362 2120681
 6362044 3181022 1590511 4771534 2385767 7157302 3578651 10735954 5367977 16103932
 8051966 4025983 12077950 6038975 18116926 9058463 27175390 13587695 40763086
 20381543 61144630 30572315 91716946 45858473 137575420 68787710 34393855 103181566
 51590783 154772350 77386175 232158526 116079263 348237790 174118895 522356686
 261178343 783535030 391767515 1175302546 587651273 1762953820 881476910 440738455
 1322215366 661107683 1983323050 991661525 2974984576 1487492288 743746144 371873072
 185936536 92968268 46484134 23242067 69726202 34863101 104589304 52294652 26147326
 13073663 39220990 19610495 58831486 29415743 88247230 44123615 132370846 66185423
 198556270 99278135 297834406 148917203 446751610 223375805 670127416 335063708
 167531854 83765927 251297782 125648891 376946674 188473337 565420012 282710006
 141355003 424065010 212032505 636097516 318048758 159024379 477073138 238536569
 715609708 357804854 178902427 536707282 268353641 805060924 402530462 201265231
 603795694 301897847 905693542 452846771 1358540314 679270157 2037810472 1018905236
 509452618 254726309 764178928 382089464 191044732 95522366 47761183 143283550
 71641775 214925326 107462663 322387990 161193995 483581986 241790993 725372980
 362686490 181343245 544029736 272014868 136007434 68003717 204011152 102005576
 51002788 25501394 12750697 38252092 19126046 9563023 28689070 14344535 43033606
 21516803 64550410 32275205 96825616 48412808 24206404 12103202 6051601 18154804
 9077402 4538701 13616104 6808052 3404026 1702013 5106040 2553020 1276510 638255
 1914766 957383 2872150 1436075 4308226 2154113 6462340 3231170 1615585 4846756
 2423378 1211689 3635068 1817534 908767 2726302 1363151 4089454 2044727 6134182
 3067091 9201274 4600637 13801912 6900956 3450478 1725239 5175718 2587859 7763578
 3881789 11645368 5822684 2911342 1455671 4367014 2183507 6550522 3275261 9825784
 4912892 2456446 1228223 3684670 1842335 5527006 2763503 8290510 4145255 12435766
 6217883 18653650 9326825 27980476 13990238 6995119 20985358 10492679 31478038
 15739019 47217058 23608529 70825588 35412794 17706397 53119192 26559596 13279798
 6639899 19919698 9959849 29879548 14939774 7469887 22409662 11204831 33614494
 16807247 50421742 25210871 75632614 37816307 113448922 56724461 170173384 85086692
 42543346 21271673 63815020 31907510 15953755 47861266 23930633 71791900 35895950
 17947975 53843926 26921963 80765890 40382945 121148836 60574418 30287209 90861628
 45430814 22715407 68146222 34073111 102219334 51109667 153329002 76664501 229993504
 114996752 57498376 28749188 14374594 7187297 21561892 10780946 5390473 16171420
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 51806992 25903496 12951748 6475874 3237937 9713812 4856906 2428453 7285360 3642680
 1821340 910670 455335 1366006 683003 2049010 1024505 3073516 1536758 768379
 2305138 1152569 3457708 1728854 864427 2593282 1296641 3889924 1944962 972481
 2917444 1458722 729361 2188084 1094042 547021 1641064 820532 410266 205133 615400
 307700 153850 76925 230776 115388 57694 28847 86542 43271 129814 64907 194722 97361
 292084 146042 73021 219064 109532 54766 27383 82150 41075 123226 61613 184840 92420
 46210 23105 69316 34658 17329 51988 25994 12997 38992 19496 9748 4874 2437 7312
 3656 1828 914 457 1372 686 343 1030 515 1546 773 2320 1160 580 290 145 436 218 109
 328 164 82 41 124 62 31 94 47 142 71 214 107 322 161 484 242 121 364 182 91 274 137
 412 206 103 310 155 466 233 700 350 175 526 263 790 395 1186 593 1780 890 445 1336
 668 334 167 502 251 754 377 1132 566 283 850 425 1276 638 319 958 479 1438 719 2158
 1079 3238 1619 4858 2429 7288 3644 1822 911 2734 1367 4102 2051 6154 3077 9232 4616
 2308 1154 577 1732 866 433 1300 650 325 976 488 244 122 61 184 92 46 23 70 35 106
 53 160 80 40 20 10 5 16 8 4 2 1)
> 

2013年8月5日月曜日

[Project Euler] Problem 13 「大数の和」

以下の50桁の数字100個の和の上位10桁を求めよ.
37107287533902102798797998220837590246510135740250
46376937677490009712648124896970078050417018260538
74324986199524741059474233309513058123726617309629
91942213363574161572522430563301811072406154908250
23067588207539346171171980310421047513778063246676
89261670696623633820136378418383684178734361726757
28112879812849979408065481931592621691275889832738
44274228917432520321923589422876796487670272189318
47451445736001306439091167216856844588711603153276
70386486105843025439939619828917593665686757934951
62176457141856560629502157223196586755079324193331
64906352462741904929101432445813822663347944758178
92575867718337217661963751590579239728245598838407
58203565325359399008402633568948830189458628227828
80181199384826282014278194139940567587151170094390
35398664372827112653829987240784473053190104293586
86515506006295864861532075273371959191420517255829
71693888707715466499115593487603532921714970056938
54370070576826684624621495650076471787294438377604
53282654108756828443191190634694037855217779295145
36123272525000296071075082563815656710885258350721
45876576172410976447339110607218265236877223636045
17423706905851860660448207621209813287860733969412
81142660418086830619328460811191061556940512689692
51934325451728388641918047049293215058642563049483
62467221648435076201727918039944693004732956340691
15732444386908125794514089057706229429197107928209
55037687525678773091862540744969844508330393682126
18336384825330154686196124348767681297534375946515
80386287592878490201521685554828717201219257766954
78182833757993103614740356856449095527097864797581
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48403098129077791799088218795327364475675590848030
87086987551392711854517078544161852424320693150332
59959406895756536782107074926966537676326235447210
69793950679652694742597709739166693763042633987085
41052684708299085211399427365734116182760315001271
65378607361501080857009149939512557028198746004375
35829035317434717326932123578154982629742552737307
94953759765105305946966067683156574377167401875275
88902802571733229619176668713819931811048770190271
25267680276078003013678680992525463401061632866526
36270218540497705585629946580636237993140746255962
24074486908231174977792365466257246923322810917141
91430288197103288597806669760892938638285025333403
34413065578016127815921815005561868836468420090470
23053081172816430487623791969842487255036638784583
11487696932154902810424020138335124462181441773470
63783299490636259666498587618221225225512486764533
67720186971698544312419572409913959008952310058822
95548255300263520781532296796249481641953868218774
76085327132285723110424803456124867697064507995236
37774242535411291684276865538926205024910326572967
23701913275725675285653248258265463092207058596522
29798860272258331913126375147341994889534765745501
18495701454879288984856827726077713721403798879715
38298203783031473527721580348144513491373226651381
34829543829199918180278916522431027392251122869539
40957953066405232632538044100059654939159879593635
29746152185502371307642255121183693803580388584903
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62467957194401269043877107275048102390895523597457
23189706772547915061505504953922979530901129967519
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11306739708304724483816533873502340845647058077308
82959174767140363198008187129011875491310547126581
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42846280183517070527831839425882145521227251250327
55121603546981200581762165212827652751691296897789
32238195734329339946437501907836945765883352399886
75506164965184775180738168837861091527357929701337
62177842752192623401942399639168044983993173312731
32924185707147349566916674687634660915035914677504
99518671430235219628894890102423325116913619626622
73267460800591547471830798392868535206946944540724
76841822524674417161514036427982273348055556214818
97142617910342598647204516893989422179826088076852
87783646182799346313767754307809363333018982642090
10848802521674670883215120185883543223812876952786
71329612474782464538636993009049310363619763878039
62184073572399794223406235393808339651327408011116
66627891981488087797941876876144230030984490851411
60661826293682836764744779239180335110989069790714
85786944089552990653640447425576083659976645795096
66024396409905389607120198219976047599490197230297
64913982680032973156037120041377903785566085089252
16730939319872750275468906903707539413042652315011
94809377245048795150954100921645863754710598436791
78639167021187492431995700641917969777599028300699
15368713711936614952811305876380278410754449733078
40789923115535562561142322423255033685442488917353
44889911501440648020369068063960672322193204149535
41503128880339536053299340368006977710650566631954
81234880673210146739058568557934581403627822703280
82616570773948327592232845941706525094512325230608
22918802058777319719839450180888072429661980811197
77158542502016545090413245809786882778948721859617
72107838435069186155435662884062257473692284509516
20849603980134001723930671666823555245252804609722
53503534226472524250874054075591789781264330331690

何も考えずに和を求めてみます.

(define sum 
  (+ 37107287533902102798797998220837590246510135740250
     46376937677490009712648124896970078050417018260538
     74324986199524741059474233309513058123726617309629
     91942213363574161572522430563301811072406154908250
     23067588207539346171171980310421047513778063246676
     89261670696623633820136378418383684178734361726757
     28112879812849979408065481931592621691275889832738
     44274228917432520321923589422876796487670272189318
     47451445736001306439091167216856844588711603153276
     70386486105843025439939619828917593665686757934951
     62176457141856560629502157223196586755079324193331
     64906352462741904929101432445813822663347944758178
     92575867718337217661963751590579239728245598838407
     58203565325359399008402633568948830189458628227828
     80181199384826282014278194139940567587151170094390
     35398664372827112653829987240784473053190104293586
     86515506006295864861532075273371959191420517255829
     71693888707715466499115593487603532921714970056938
     54370070576826684624621495650076471787294438377604
     53282654108756828443191190634694037855217779295145
     36123272525000296071075082563815656710885258350721
     45876576172410976447339110607218265236877223636045
     17423706905851860660448207621209813287860733969412
     81142660418086830619328460811191061556940512689692
     51934325451728388641918047049293215058642563049483
     62467221648435076201727918039944693004732956340691
     15732444386908125794514089057706229429197107928209
     55037687525678773091862540744969844508330393682126
     18336384825330154686196124348767681297534375946515
     80386287592878490201521685554828717201219257766954
     78182833757993103614740356856449095527097864797581
     16726320100436897842553539920931837441497806860984
     48403098129077791799088218795327364475675590848030
     87086987551392711854517078544161852424320693150332
     59959406895756536782107074926966537676326235447210
     69793950679652694742597709739166693763042633987085
     41052684708299085211399427365734116182760315001271
     65378607361501080857009149939512557028198746004375
     35829035317434717326932123578154982629742552737307
     94953759765105305946966067683156574377167401875275
     88902802571733229619176668713819931811048770190271
     25267680276078003013678680992525463401061632866526
     36270218540497705585629946580636237993140746255962
     24074486908231174977792365466257246923322810917141
     91430288197103288597806669760892938638285025333403
     34413065578016127815921815005561868836468420090470
     23053081172816430487623791969842487255036638784583
     11487696932154902810424020138335124462181441773470
     63783299490636259666498587618221225225512486764533
     67720186971698544312419572409913959008952310058822
     95548255300263520781532296796249481641953868218774
     76085327132285723110424803456124867697064507995236
     37774242535411291684276865538926205024910326572967
     23701913275725675285653248258265463092207058596522
     29798860272258331913126375147341994889534765745501
     18495701454879288984856827726077713721403798879715
     38298203783031473527721580348144513491373226651381
     34829543829199918180278916522431027392251122869539
     40957953066405232632538044100059654939159879593635
     29746152185502371307642255121183693803580388584903
     41698116222072977186158236678424689157993532961922
     62467957194401269043877107275048102390895523597457
     23189706772547915061505504953922979530901129967519
     86188088225875314529584099251203829009407770775672
     11306739708304724483816533873502340845647058077308
     82959174767140363198008187129011875491310547126581
     97623331044818386269515456334926366572897563400500
     42846280183517070527831839425882145521227251250327
     55121603546981200581762165212827652751691296897789
     32238195734329339946437501907836945765883352399886
     75506164965184775180738168837861091527357929701337
     62177842752192623401942399639168044983993173312731
     32924185707147349566916674687634660915035914677504
     99518671430235219628894890102423325116913619626622
     73267460800591547471830798392868535206946944540724
     76841822524674417161514036427982273348055556214818
     97142617910342598647204516893989422179826088076852
     87783646182799346313767754307809363333018982642090
     10848802521674670883215120185883543223812876952786
     71329612474782464538636993009049310363619763878039
     62184073572399794223406235393808339651327408011116
     66627891981488087797941876876144230030984490851411
     60661826293682836764744779239180335110989069790714
     85786944089552990653640447425576083659976645795096
     66024396409905389607120198219976047599490197230297
     64913982680032973156037120041377903785566085089252
     16730939319872750275468906903707539413042652315011
     94809377245048795150954100921645863754710598436791
     78639167021187492431995700641917969777599028300699
     15368713711936614952811305876380278410754449733078
     40789923115535562561142322423255033685442488917353
     44889911501440648020369068063960672322193204149535
     41503128880339536053299340368006977710650566631954
     81234880673210146739058568557934581403627822703280
     82616570773948327592232845941706525094512325230608
     22918802058777319719839450180888072429661980811197
     77158542502016545090413245809786882778948721859617
     72107838435069186155435662884062257473692284509516
     20849603980134001723930671666823555245252804609722
     53503534226472524250874054075591789781264330331690))

sumの内容を確認します.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> sum
5537376230390876637302048746832985971773659831892672
> 

上位の10桁が求める答えとなります.

2013年8月4日日曜日

[Project Euler] Problem 12 「高度整除三角数」

三角数の数列は自然数の和で表わされ, 7番目の三角数は 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 = 28 である. 三角数の最初の10項は次のようになる.
1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, ...
最初の7項について, その約数を列挙すると, 以下のとおり.
1:1
3:1,3
6:1,2,3,6
10:1,2,5,10
15:1,3,5,15
21:1,3,7,21
28:1,2,4,7,14,28
これから, 7番目の三角数である28は, 6個以上の約数をもつ最初の三角数であることが分かる.
では, 500個以上の約数をもつ最初の三角数はいくつか.

この問題を解くためには、すべての約数を求める手続きが必要です.

  1. 問題3で作成した素因数分解をする手続きを利用する.
  2. 素因数分解の結果からすべての引数の組合せを求める.
  3. それらの積を求めることで約数が求まる.
  4. 重複があるので取り除く.
  5. 約数の数が500以上となるまで三角数を求める.

手続きは次のようになります.

(require srfi/1)

(define (square n) (* n n))

(define (divides? a b)
  (= (remainder b a) 0))

(define (find-divisor n test-divisor)
  (cond ((< (square test-divisor) n) n)
        ((divides? test-divisor n) test-divisor)
        (else (find-divisor n (+ test-divisor 1)))))

(define (smallest-divisor n)
  (find-divisor n 2))

;; 素因数分解
(define (prime-factorization n)
  (let ((a (smallest-divisor n)))
    (if (= a n)
        (list n)
        (cons a (prime-factorization (/ n a))))))

;; sizeの数の変数を持つ真理値表を作る
(define (0-1-table size)
  (define (loop ans n)
    (if (= n 0)
        ans
        (loop (append (map (lambda (lst) (cons #f lst)) ans)
                      (map (lambda (lst) (cons #t lst)) ans))
              (- n 1))))
  (loop '(()) size))

;; リストから集合を作る. つまり重複する要素を取り除く.
(define (make-set items)
  (define (loop ans rest)
    (cond ((null? rest) ans)
          ((find (lambda (a) (= (car rest) a)) ans) (loop ans (cdr rest)))
          (else (loop (cons (car rest) ans) (cdr rest)))))
  (loop '() items))

;; すべての約数を求める.
(define (all-divisor nbr)
  (let* ((pf (prime-factorization nbr))
         (tbl (0-1-table (length pf))))
    (sort 
     (make-set (map (lambda (row) 
                      (apply * (map (lambda (a b) (if a 1 b))
                                    row 
                                    pf)))
                    tbl))
     <)))
       
;; 約数の数が500以上になるまでループさせる.
(define (triangular-number)
  (define (loop tri n)
    (let ((ad (all-divisor (+ tri n))))
      (if (<= 500 (length ad))
          (list (+ tri n) ad)
          (loop (+ tri n) (+ n 1)))))
  (loop 0 1))

約数を求める手続きが機能していることを確認して, 計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (all-divisor 28)
(1 2 4 7 14 28)
> (triangular-number)
(76576500
 (1  2  3  4  5  6  7  9  10  11  12  13  14  15  17  18  20  21  22  25
  26  28  30  33  34  35  36  39  42  44  45  50  51  52  55  60  63  65
  66  68  70  75  77  78  84  85  90  91  99  100  102  105  110  117  119
  125  126  130  132  140  143  150  153  154  156  165  170  175  180  182 
  187  195  198  204  210  220  221  225  231  234  238  250  252  255  260
  273  275  286  300  306  308  315  325  330  340  350  357  364  374  375
  385  390  396  420  425  429  442  450  455  462  468  476  495  500  510
  525  546  550  561  572  585  595  612  630  650  660  663  693  700  714
  715  748  750  765  770  780  819  825  850  858  875  884  900  910  924
  935  975  990  1001  1020  1050  1071  1092  1100  1105  1122  1125  1155
  1170  1190  1260  1275  1287  1300  1309  1326  1365  1375  1386  1428  1430 
  1500  1530  1540  1547  1575  1625  1638  1650  1683  1700  1716  1750  1785
  1820  1870  1925  1950  1980  1989  2002  2100  2125  2142  2145  2210  2244
  2250  2275  2310  2340  2380  2431  2475  2550  2574  2618  2625  2652  2730
  2750  2772  2805  2860  2925  2975  3003  3060  3094  3150  3250  3276  3300
  3315  3366  3465  3500  3570  3575  3740  3825  3850  3900  3927  3978  4004
  4095  4125  4250  4284  4290  4420  4500  4550  4620  4641  4675  4862  4875
  4950  5005  5100  5148  5236  5250  5355  5460  5500  5525  5610  5775  5850
  5950  6006  6188  6300  6375  6435  6500  6545  6630  6732  6825  6930  7140
  7150  7293  7650  7700  7735  7854  7875  7956  8190  8250  8415  8500  8580
  8925  9009  9100  9282  9350  9625  9724  9750  9900  9945  10010  10500  10710
  10725  11050  11220  11375  11550  11700  11781  11900  12012  12155  12375
  12750  12870  13090  13260  13650  13860  13923  14025  14300  14586  14625
  14875  15015  15300  15470  15708  15750  16380  16500  16575  16830  17017
  17325  17850  17875  18018  18564  18700  19125  19250  19500  19635  19890
  20020  20475  21420  21450  21879  22100  22750  23100  23205  23375  23562
  24310  24750  25025  25500  25740  26180  26775  27300  27625  27846  28050
  28875  29172  29250  29750  30030  30940  31500  32175  32725  33150  33660
  34034  34125  34650  35700  35750  36036  36465  38250  38500  38675  39270
  39780  40950  42075  42900  43758  44625  45045  45500  46410  46750  47124
  48620  49500  49725  50050  51051  53550  53625  55250  55692  56100  57750
  58500  58905  59500  60060  60775  64350  65450  66300  68068  68250  69300
  69615  70125  71500  72930  75075  76500  77350  78540  81900  82875  84150
  85085  86625  87516  89250  90090  92820  93500  98175  99450  100100  102102
  102375  107100  107250  109395  110500  115500  116025  117810  121550  125125
  128700  130900  133875  136500  139230  140250  145860  150150  153153  154700
  160875  163625  165750  168300  170170  173250  178500  180180  182325  193375
  196350  198900  204204  204750  210375  214500  218790  225225  232050  235620
  243100  248625  250250  255255  267750  278460  280500  294525  300300  303875
  306306  321750  327250  331500  340340  346500  348075  364650  375375  386750
  392700  409500  420750  425425  437580  450450  464100  490875  497250  500500
  510510  535500  546975  580125  589050  607750  612612  643500  654500  696150
  729300  750750  765765  773500  841500  850850  900900  911625  981750  994500
  1021020  1093950  1126125  1160250  1178100  1215500  1276275  1392300  1472625
  1501500  1531530  1701700  1740375  1823250  1963500  2127125  2187900  2252250
  2320500  2552550  2734875  2945250  3063060  3480750  3646500  3828825  4254250
  4504500  5105100  5469750  5890500  6381375  6961500  7657650  8508500  10939500
  12762750  15315300  19144125  25525500  38288250  76576500))
> 

2013年8月3日土曜日

[Project Euler] Problem 11 「格子内の最大の積」

上の 20×20 の格子のうち, 対角線に沿って4つの数字が赤くマークされている.
08 02 22 97 38 15 00 40 00 75 04 05 07 78 52 12 50 77 91 08
49 49 99 40 17 81 18 57 60 87 17 40 98 43 69 48 04 56 62 00
81 49 31 73 55 79 14 29 93 71 40 67 53 88 30 03 49 13 36 65
52 70 95 23 04 60 11 42 69 24 68 56 01 32 56 71 37 02 36 91
22 31 16 71 51 67 63 89 41 92 36 54 22 40 40 28 66 33 13 80
24 47 32 60 99 03 45 02 44 75 33 53 78 36 84 20 35 17 12 50
32 98 81 28 64 23 67 10 26 38 40 67 59 54 70 66 18 38 64 70
67 26 20 68 02 62 12 20 95 63 94 39 63 08 40 91 66 49 94 21
24 55 58 05 66 73 99 26 97 17 78 78 96 83 14 88 34 89 63 72
21 36 23 09 75 00 76 44 20 45 35 14 00 61 33 97 34 31 33 95
78 17 53 28 22 75 31 67 15 94 03 80 04 62 16 14 09 53 56 92
16 39 05 42 96 35 31 47 55 58 88 24 00 17 54 24 36 29 85 57
86 56 00 48 35 71 89 07 05 44 44 37 44 60 21 58 51 54 17 58
19 80 81 68 05 94 47 69 28 73 92 13 86 52 17 77 04 89 55 40
04 52 08 83 97 35 99 16 07 97 57 32 16 26 26 79 33 27 98 66
88 36 68 87 57 62 20 72 03 46 33 67 46 55 12 32 63 93 53 69
04 42 16 73 38 25 39 11 24 94 72 18 08 46 29 32 40 62 76 36
20 69 36 41 72 30 23 88 34 62 99 69 82 67 59 85 74 04 36 16
20 73 35 29 78 31 90 01 74 31 49 71 48 86 81 16 23 57 05 54
01 70 54 71 83 51 54 69 16 92 33 48 61 43 52 01 89 19 67 48
それらの数字の積は 26 × 63 × 78 × 14 = 1788696 となる.
上の 20×20 の格子のうち, 上下左右斜めのいずれかの方向で連続する4つの数字の積のうち最大のものはいくつか?

格子データを整数のリストのリストにして問題を解くことにします.

  1. 格子データを整数のリストのリストとして作る.
  2. 位置に対応する値を取得する手続きを作る.
  3. 指定した位置を始点に対角に4つ取得する手続きを作る.
  4. 可能な対角線上の位置をすべて取得する.
  5. 対角線上の位置から値を取得し積を求める.
  6. 積の値でソートする.

手続きは次の通りです.

(require srfi/1)

(define data 
  '((08 02 22 97 38 15 00 40 00 75 04 05 07 78 52 12 50 77 91 08)
    (49 49 99 40 17 81 18 57 60 87 17 40 98 43 69 48 04 56 62 00)
    (81 49 31 73 55 79 14 29 93 71 40 67 53 88 30 03 49 13 36 65)
    (52 70 95 23 04 60 11 42 69 24 68 56 01 32 56 71 37 02 36 91)
    (22 31 16 71 51 67 63 89 41 92 36 54 22 40 40 28 66 33 13 80)
    (24 47 32 60 99 03 45 02 44 75 33 53 78 36 84 20 35 17 12 50)
    (32 98 81 28 64 23 67 10 26 38 40 67 59 54 70 66 18 38 64 70)
    (67 26 20 68 02 62 12 20 95 63 94 39 63 08 40 91 66 49 94 21)
    (24 55 58 05 66 73 99 26 97 17 78 78 96 83 14 88 34 89 63 72)
    (21 36 23 09 75 00 76 44 20 45 35 14 00 61 33 97 34 31 33 95)
    (78 17 53 28 22 75 31 67 15 94 03 80 04 62 16 14 09 53 56 92)
    (16 39 05 42 96 35 31 47 55 58 88 24 00 17 54 24 36 29 85 57)
    (86 56 00 48 35 71 89 07 05 44 44 37 44 60 21 58 51 54 17 58)
    (19 80 81 68 05 94 47 69 28 73 92 13 86 52 17 77 04 89 55 40)
    (04 52 08 83 97 35 99 16 07 97 57 32 16 26 26 79 33 27 98 66)
    (88 36 68 87 57 62 20 72 03 46 33 67 46 55 12 32 63 93 53 69)
    (04 42 16 73 38 25 39 11 24 94 72 18 08 46 29 32 40 62 76 36)
    (20 69 36 41 72 30 23 88 34 62 99 69 82 67 59 85 74 04 36 16)
    (20 73 35 29 78 31 90 01 74 31 49 71 48 86 81 16 23 57 05 54)
    (01 70 54 71 83 51 54 69 16 92 33 48 61 43 52 01 89 19 67 48)))

(define (value-of x-y)
  (let ((x (list-ref x-y 0))
        (y (list-ref x-y 1)))
    (list-ref (list-ref data y) x)))

(define (diagonal-r x-y)
  (let ((x (list-ref x-y 0))
        (y (list-ref x-y 1)))
    (map (lambda (n) (list (+ x n) (+ y n)))
         (iota 4))))

(define (diagonal-l x-y)
  (let ((x (list-ref x-y 0))
        (y (list-ref x-y 1)))
    (map (lambda (n) (list (- x n) (+ y n)))
         (iota 4))))

(define (product list-a list-b)
  (apply append
         (map (lambda (a)
                (map (lambda (b) (list a b))
                     list-b))
              list-a)))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (sort 
   (map (lambda (d)
          (let ((vals (map value-of d)))
            (list (apply * vals) vals d)))
        (map diagonal-r (product (iota 17) (iota 17))))
   (lambda (a b) (< (car a) (car b))))

((0 (78 39 0 68) ((0 10) (1 11) (2 12) (3 13)))
 (0 (39 0 68 97) ((1 11) (2 12) (3 13) (4 14)))
 (0 (81 68 66 0) ((2 6) (3 7) (4 8) (5 9)))
 (0 (0 68 97 62) ((2 12) (3 13) (4 14) (5 15)))
 (0 (68 66 0 31) ((3 7) (4 8) (5 9) (6 10)))
 (0 (66 0 31 47) ((4 8) (5 9) (6 10) (7 11)))

 ..... 省略 .....

 (23569920 (60 64 62 99) ((3 5) (4 6) (5 7) (6 8)))
 (26321504 (94 88 37 86) ((9 10) (10 11) (11 12) (12 13)))
 (30692718 (51 89 98 69) ((16 12) (17 13) (18 14) (19 15)))
 (32565456 (84 66 66 89) ((14 5) (15 6) (16 7) (17 8)))
 (32719995 (49 95 71 99) ((1 2) (2 3) (3 4) (4 5)))
 (40304286 (94 99 71 61) ((9 16) (10 17) (11 18) (12 19))))
> (sort 
   (map (lambda (d)
          (let ((vals (map value-of d)))
            (list (apply * vals) vals d)))
        (map diagonal-l (product (iota 17 3) (iota 17))))
   (lambda (a b) (< (car a) (car b))))
((0 (42 0 80 4) ((3 11) (2 12) (1 13) (0 14)))
 (0 (22 42 0 80) ((4 10) (3 11) (2 12) (1 13)))
 (0 (0 22 42 0) ((5 9) (4 10) (3 11) (2 12)))
 (0 (0 81 55 23) ((6 0) (5 1) (4 2) (3 3)))
 (0 (99 0 22 42) ((6 8) (5 9) (4 10) (3 11)))
 (0 (20 99 0 22) ((7 7) (6 8) (5 9) (4 10)))

 ..... 省略 .....

 (27993600 (75 96 48 81) ((5 10) (4 11) (3 12) (2 13)))
 (30987600 (98 93 40 85) ((18 14) (17 15) (16 16) (15 17)))
 (34826064 (78 98 67 68) ((13 0) (12 1) (11 2) (10 3)))
 (38140594 (47 89 94 97) ((7 11) (6 12) (5 13) (4 14)))
 (41076896 (98 67 68 92) ((12 1) (11 2) (10 3) (9 4)))
 (70600674 (89 94 97 87) ((6 12) (5 13) (4 14) (3 15))))
> 

2013年8月2日金曜日

[Project Euler] Problem 10 「素数の和」

10以下の素数の和は 2 + 3 + 5 + 7 = 17 である.
200万以下の全ての素数の和を求めよ.

問題7でエラトステネスのふるいを実装したので, その成果を使います.

  1. エラトステネスのふるいを使って200万以下の素数のリストを求める.
  2. 求めた整数のリストの和を求める.

手続きは次のとおりです.

(require srfi/1)

(define (sieve pv n)
  (define (loop i)
    (when (< i (vector-length pv))
      (vector-set! pv i #f)
      (loop (+ i n))))
  (loop (+ n n)))

(define (find-prime pv start)
  (cond ((<= (vector-length pv) start) #f)
        ((vector-ref pv start) start)
        (else (find-prime pv (+ start 1)))))

(define (eratosthenes pv)
  (define (loop n)
    (when (and n (< n (sqrt (vector-length pv))))
      (sieve pv n)
      (loop (find-prime pv (+ n 1)))))
  (loop 2))
  
(define (prime-vector n)
  (let ((pv (make-vector (+ n 1) #t)))
    (eratosthenes pv)
    pv))

(define (prime-vect-to-list pv)
  (define (loop ans n)
    (if (< n (vector-length pv))
        (let ((p (find-prime pv n)))
          (if p 
              (loop (cons p ans) (+ p 1)) 
              (reverse ans)))
        (reverse ans)))
  (loop () 2))

計算結果は次のとおりです.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (fold + 0 (prime-vect-to-list (prime-vector 10)))
17
> (fold + 0 (prime-vect-to-list (prime-vector 2000000)))
142913828922
> 

2013年8月1日木曜日

[Project Euler] Problem 9 「特別なピタゴラス数」


ピタゴラス数(ピタゴラスの定理を満たす自然数)とは a < b < c で以下の式を満たす数の組である.
a2 + b2 = c2
例えば, 32 + 42 = 9 + 16 = 25 = 52 である.
a + b + c = 1000 となるピタゴラスの三つ組が一つだけ存在する.
これらの積 abc を計算しなさい.

ピタゴラス数を漏れ無く求めることが必要です.

  1. 指定した範囲のピタゴラス数を求めます.
  2. 3つの数の和を求めます.
  3. 和でソートします.
  4. 和が1000になっているピタゴラス数を探します.

手続きを定義します.

(require srfi/1)

(define (range lower upper)
  (if (<= lower upper)
      (iota (+ 1 (- upper lower)) lower)
      ()))

(define (pythagorean? a b c)
  (= (+ (* a a)
        (* b b))
     (* c c)))

(define (pythagorean-list upper)
  (apply append
         (map (lambda (a)
                (apply append
                       (map (lambda (b)
                              (filter-map (lambda (c)
                                            (and (pythagorean? a b c)
                                                 (list a b c)))                                          
                                          (range b (- upper (+ a b)))))
                            (range a (- upper a)))))
              (range 1 upper))))


計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 2048 MB.
> (pythagorean-list 20)
((3 4 5))
> (sort (map (lambda (x) (list (fold + 0 x) x))
                (pythagorean-list 1000))
        (lambda (a b) (< (car a) (car b))))
((12 (3 4 5))
 (24 (6 8 10))
 (30 (5 12 13))
 (36 (9 12 15))
 (40 (8 15 17))
 (48 (12 16 20))
 (56 (7 24 25))
 (60 (10 24 26))

 ... 省略 ...

 (988 (266 312 410))
 (990 (99 440 451))
 (990 (165 396 429))
 (990 (180 385 425))
 (990 (264 315 411))
 (992 (31 480 481))
 (996 (249 332 415))
 (1000 (200 375 425)))
> (+ 200 375 425)
1000
> 
素数夜曲には, ピタゴラス数を次々と求める方法が紹介されていますが, 3辺の和が1000未満のピタゴラス数をすべて求められるわけではありません. 素数夜曲の方法でもこの問題の解は見つかりますが, それはタマタマです.

2013年7月31日水曜日

[Project Euler] Problem 8 「Largest product in a series」

以下の1000桁の数字から5つの連続する数字を取り出して その積を計算する. そのような積の中で最大のものの値はいくらか.
73167176531330624919225119674426574742355349194934
96983520312774506326239578318016984801869478851843
85861560789112949495459501737958331952853208805511
12540698747158523863050715693290963295227443043557
66896648950445244523161731856403098711121722383113
62229893423380308135336276614282806444486645238749
30358907296290491560440772390713810515859307960866
70172427121883998797908792274921901699720888093776
65727333001053367881220235421809751254540594752243
52584907711670556013604839586446706324415722155397
53697817977846174064955149290862569321978468622482
83972241375657056057490261407972968652414535100474
82166370484403199890008895243450658541227588666881
16427171479924442928230863465674813919123162824586
17866458359124566529476545682848912883142607690042
24219022671055626321111109370544217506941658960408
07198403850962455444362981230987879927244284909188
84580156166097919133875499200524063689912560717606
05886116467109405077541002256983155200055935729725
71636269561882670428252483600823257530420752963450
EX 6桁の数123789なら, 1*2*3*7*8と2*3*7*8*9の二通りとなり, 後者の2*3*7*8*9=3024が最大の積となる.

一番, 面倒くさいのは与えられた1000桁の数値を分割する方法を考えることかもしれません. Schemeを使っているので, 間に空白を入れて1桁の整数のリストとすることにします. その後の計算方法は次のとおりです.

  1. 整数のリストの先頭から5個の整数を取り出す.
  2. 先頭の要素を捨て, 残りが5個未満になるまで繰り返す.
  3. 5個の整数の積を求める.
  4. 計算結果でソートする.

問題の数値と5個の要素に分ける手続きを定義します.

(require srfi/1)

(define prob-8 
  (list 7 3 1 6 7 1 7 6 5 3 1 3 3 0 6 2 4 9 1 9 2 2 5 1 1 9 6 7 4 4 2 6 5 7 4 7 4 2 3 5 5 3 4 9 1 9 4 9 3 4
        9 6 9 8 3 5 2 0 3 1 2 7 7 4 5 0 6 3 2 6 2 3 9 5 7 8 3 1 8 0 1 6 9 8 4 8 0 1 8 6 9 4 7 8 8 5 1 8 4 3
        8 5 8 6 1 5 6 0 7 8 9 1 1 2 9 4 9 4 9 5 4 5 9 5 0 1 7 3 7 9 5 8 3 3 1 9 5 2 8 5 3 2 0 8 8 0 5 5 1 1
        1 2 5 4 0 6 9 8 7 4 7 1 5 8 5 2 3 8 6 3 0 5 0 7 1 5 6 9 3 2 9 0 9 6 3 2 9 5 2 2 7 4 4 3 0 4 3 5 5 7
        6 6 8 9 6 6 4 8 9 5 0 4 4 5 2 4 4 5 2 3 1 6 1 7 3 1 8 5 6 4 0 3 0 9 8 7 1 1 1 2 1 7 2 2 3 8 3 1 1 3
        6 2 2 2 9 8 9 3 4 2 3 3 8 0 3 0 8 1 3 5 3 3 6 2 7 6 6 1 4 2 8 2 8 0 6 4 4 4 4 8 6 6 4 5 2 3 8 7 4 9
        3 0 3 5 8 9 0 7 2 9 6 2 9 0 4 9 1 5 6 0 4 4 0 7 7 2 3 9 0 7 1 3 8 1 0 5 1 5 8 5 9 3 0 7 9 6 0 8 6 6
        7 0 1 7 2 4 2 7 1 2 1 8 8 3 9 9 8 7 9 7 9 0 8 7 9 2 2 7 4 9 2 1 9 0 1 6 9 9 7 2 0 8 8 8 0 9 3 7 7 6
        6 5 7 2 7 3 3 3 0 0 1 0 5 3 3 6 7 8 8 1 2 2 0 2 3 5 4 2 1 8 0 9 7 5 1 2 5 4 5 4 0 5 9 4 7 5 2 2 4 3
        5 2 5 8 4 9 0 7 7 1 1 6 7 0 5 5 6 0 1 3 6 0 4 8 3 9 5 8 6 4 4 6 7 0 6 3 2 4 4 1 5 7 2 2 1 5 5 3 9 7
        5 3 6 9 7 8 1 7 9 7 7 8 4 6 1 7 4 0 6 4 9 5 5 1 4 9 2 9 0 8 6 2 5 6 9 3 2 1 9 7 8 4 6 8 6 2 2 4 8 2
        8 3 9 7 2 2 4 1 3 7 5 6 5 7 0 5 6 0 5 7 4 9 0 2 6 1 4 0 7 9 7 2 9 6 8 6 5 2 4 1 4 5 3 5 1 0 0 4 7 4
        8 2 1 6 6 3 7 0 4 8 4 4 0 3 1 9 9 8 9 0 0 0 8 8 9 5 2 4 3 4 5 0 6 5 8 5 4 1 2 2 7 5 8 8 6 6 6 8 8 1
        1 6 4 2 7 1 7 1 4 7 9 9 2 4 4 4 2 9 2 8 2 3 0 8 6 3 4 6 5 6 7 4 8 1 3 9 1 9 1 2 3 1 6 2 8 2 4 5 8 6
        1 7 8 6 6 4 5 8 3 5 9 1 2 4 5 6 6 5 2 9 4 7 6 5 4 5 6 8 2 8 4 8 9 1 2 8 8 3 1 4 2 6 0 7 6 9 0 0 4 2
        2 4 2 1 9 0 2 2 6 7 1 0 5 5 6 2 6 3 2 1 1 1 1 1 0 9 3 7 0 5 4 4 2 1 7 5 0 6 9 4 1 6 5 8 9 6 0 4 0 8 
        0 7 1 9 8 4 0 3 8 5 0 9 6 2 4 5 5 4 4 4 3 6 2 9 8 1 2 3 0 9 8 7 8 7 9 9 2 7 2 4 4 2 8 4 9 0 9 1 8 8 
        8 4 5 8 0 1 5 6 1 6 6 0 9 7 9 1 9 1 3 3 8 7 5 4 9 9 2 0 0 5 2 4 0 6 3 6 8 9 9 1 2 5 6 0 7 1 7 6 0 6 
        0 5 8 8 6 1 1 6 4 6 7 1 0 9 4 0 5 0 7 7 5 4 1 0 0 2 2 5 6 9 8 3 1 5 5 2 0 0 0 5 5 9 3 5 7 2 9 7 2 5 
        7 1 6 3 6 2 6 9 5 6 1 8 8 2 6 7 0 4 2 8 2 5 2 4 8 3 6 0 0 8 2 3 2 5 7 5 3 0 4 2 0 7 5 2 9 6 3 4 5 0))

(define (take-5 lst)
  (if (< (length lst) 5)
      ()
      (cons (take lst 5) (take-5 (cdr lst)))))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (sort
   (map (lambda (lst) (list (fold * 1 lst) lst))
        (take-5 prob-8))
   (lambda (a b) (< (car a) (car b))))
((0 (3 1 3 3 0))
 (0 (1 3 3 0 6))
 (0 (3 3 0 6 2))
 (0 (3 0 6 2 4))
 (0 (0 6 2 4 9))

 ..... 省略 .....

 (15552 (8 3 9 9 8))
 (16128 (9 4 7 8 8))
 (18144 (7 6 6 8 9))
 (24696 (7 9 7 7 8))
 (28224 (9 8 7 8 7))
 (28224 (8 7 8 7 9))
 (31752 (9 8 7 9 7))
 (31752 (8 7 9 7 9))
 (31752 (7 8 7 9 9))
 (40824 (9 9 8 7 9)))
> 

2013年7月29日月曜日

[Project Euler] Problem 7 「10001番目の素数」

素数を小さい方から6つ並べると 2, 3, 5, 7, 11, 13 であり, 6番目の素数は 13 である.
10 001 番目の素数を求めよ.

エラトステネスのふるいを使えば, 答えは求まりそうです.

  1. ベクターを用意して, すべての要素を#tにする.
  2. 配列の添字が2の倍数になっている要素に#fを設定する.もちろん, 2は#tのまま.
  3. 2より大きな範囲で最初に#tとなっている要素の添字を求める.これが次の素数になる.
  4. 見つけた素数について, 同様に#fを設定する.
  5. ベクターの長さの平方根まで処理をすれば終了.

方針に従い, エラトステネスのふるいを実装します.

(require srfi/1)

(define (sieve pv n)
  (define (loop i)
    (when (< i (vector-length pv))
      (vector-set! pv i #f)
      (loop (+ i n))))
  (loop (+ n n)))

(define (find-prime pv start)
  (cond ((<= (vector-length pv) start) #f)
        ((vector-ref pv start) start)
        (else (find-prime pv (+ start 1)))))

(define (eratosthenes pv)
  (define (loop n)
    (when (and n (< n (sqrt (vector-length pv))))
      (sieve pv n)
      (loop (find-prime pv (+ n 1)))))
  (loop 2))
  
(define (prime-vector n)
  (let ((pv (make-vector (+ n 1) #t)))
    (eratosthenes pv)
    pv))

(define (prime-vect-to-list pv)
  (define (loop ans n)
    (if (< n (vector-length pv))
        (let ((p (find-prime pv n)))
          (if p 
              (loop (cons p ans) (+ p 1)) 
              (reverse ans)))
        (reverse ans)))
  (loop () 2))

計算してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (prime-vect-to-list (prime-vector 100))
(2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97)
> (define pl (prime-vect-to-list (prime-vector 1000000)))
> (length pl)
78498
> (list-ref pl 10000)
104743
> 

2013年7月28日日曜日

[Project Euler] Problem 6 「二乗和の差」

最初の10個の自然数について, その二乗の和は,
12 + 22 + ... + 102 = 385
最初の10個の自然数について, その和の二乗は,
(1 + 2 + ... + 10)2 = 3025
これらの数の差は 3025 - 385 = 2640 となる.
同様にして, 最初の100個の自然数について二乗の和と和の二乗の差を求めよ.

プログラムを作成しなくても解けそうですが, 折角なので計算機を使います.

  1. 1から100までの自然数のリストを求める.
  2. すべての要素の和を求め, その結果を2乗する.
  3. それぞれを2乗したリストを作り, すべての要素の和を求める.

ここに載せるほどのことはないと思いますが, 定義した手続きは次のようなものです.

(require srfi/1)

(define (square n) (* n n))

計算結果は次のようになります.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (- (square (fold + 0 (iota 100 1)))
     (fold + 0 (map square (iota 100 1))))
25164150
> 

2013年7月27日土曜日

[Project Euler] Problem 5 「最小の倍数」


2520 は 1 から 10 の数字の全ての整数で割り切れる数字であり, そのような数字の中では最小の値である.
では, 1 から 20 までの整数全てで割り切れる数字の中で最小の正の数はいくらになるか.

最小公倍数を求める問題です。

  1. Problem 3で作成した手続きを使って素因数分解する.
  2. 1から20までの整数を素因数分解した結果から, 重複部分を取り除く.
  3. その結果を掛け合わせる.

定義する手続きは次のとおりです.

(require srfi/1)

(define (square n) (* n n))

(define (divides? a b)
  (= (remainder b a) 0))

(define (find-divisor n test-divisor)
  (cond ((> (square test-divisor) n) n)
        ((divides? test-divisor n) test-divisor)
        (else (find-divisor n (+ test-divisor 1)))))

(define (smallest-divisor n)
  (find-divisor n 2))

;; 素因数分解
(define (prime-factorization n)
  (let ((a (smallest-divisor n)))
    (if (= a n)
        (list n)
        (cons a (prime-factorization (/ n a))))))

;; リストから要素を一つ取り除く
(define (remove-one lst obj)
  (cond ((null? lst) ())
        ((equal? (car lst) obj) (cdr lst))
        (else (cons (car lst) (remove-one (cdr lst) obj)))))
  
;; bの要素がaに含まれてない場合にaに追加する.
(define (merge a b)
  (cond ((null? a) b)
        ((null? b) a)
        ((member (car b) a) 
         (cons (car b) 
               (merge (remove-one a (car b)) (cdr b))))
        (else (cons (car b) (merge a (cdr b))))))

(define (my-lcm n)
  (fold *
        1
        (fold merge 
              ()
              (map prime-factorization (iota n 1)))))

計算結果は次のようになりました.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (my-lcm 10)
2520
> (my-lcm 20)
232792560
> 

2013年7月26日金曜日

[Project Euler] Problem 4 「最大の回文積」

左右どちらから読んでも同じ値になる数を回文数という. 2桁の数の積で表される回文数のうち, 最大のものは 9009 = 91 × 99 である.
では, 3桁の数の積で表される回文数の最大値を求めよ.

補助的な手続きをいくつか定義して問題を解きます.

  1. 整数の各桁を取り出す手続きを定義する.
  2. リストが回文になっていることを判定する手続きを定義する.
  3. 3桁の整数のリストを2つ作り, すべての組合せの積を求める.
  4. その積から最大のものを見つける.
補助手続きは次のようになります.

(require srfi/1)

(define (decimal-format nbr)
  (define (loop ans n)
    (if (= 0 n)
        ans
        (loop (cons (remainder n 10) ans) (quotient n 10))))
  (loop () nbr))

(define (palindromic? nbr)
  (let ((dec (decimal-format nbr)))
    (equal? dec (reverse dec))))
方針に従って計算した結果は次のようになります.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (sort (apply append
               (filter (lambda (lst) (not (equal? lst ())))
                       (map (lambda (n)
                              (filter (lambda (a) (palindromic? (car a)))
                                      (map (lambda (i) (list (* i n) i n))
                                           (iota 900 100))))
                            (iota 900 100))))
        (lambda (a b) (< (car a) (car b))))

((10201 101 101)
 (11211 111 101)
 (11211 101 111)
 (12221 121 101)
 (12221 101 121)
 (12321 111 111)
 (13231 131 101)
 (13231 101 131)

 ..... 省略 .....

 (886688 968 916)
 (886688 916 968)
 (888888 962 924)
 (888888 924 962)
 (906609 993 913)
 (906609 913 993))
> 

[Project Euler] Problem 3 「最大の素因数」

13195 の素因数は 5, 7, 13, 29 である.
600851475143 の素因数のうち最大のものを求めよ.

SICPのp.28「除数の探索」を参考に, 素因数分解をする手続きを定義します.

(require srfi/1)

(define (square n) (* n n))

(define (divides? a b)
  (= (remainder b a) 0))

(define (find-divisor n test-divisor)
  (cond ((> (square test-divisor) n) n)
        ((divides? test-divisor n) test-divisor)
        (else (find-divisor n (+ test-divisor 1)))))

(define (smallest-divisor n)
  (find-divisor n 2))

(define (prime-factorization n)
  (let ((a (smallest-divisor n)))
    (if (= a n)
        (list n)
        (cons a (prime-factorization (/ n a))))))
600851475143を素因数分解してみます.

ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (prime-factorization 600851475143)
(71 839 1471 6857)
> (* 71 839 1471 6857)
600851475143
> 

2013年7月25日木曜日

[Project Euler] Problem 2 「偶数のフィボナッチ数」

フィボナッチ数列の項は前の2つの項の和である. 最初の2項を 1, 2 とすれば, 最初の10項は以下の通りである.
1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ...
数列の項の値が400万より小さい, 偶数値の項の総和を求めよ.
この問題もProblem 1と同じような方針で解きます.
  1. 400万未満のフィボナッチ数のリストを求めます.
  2. フィボナッチ数のリストから偶数のみを取り出します.
  3. その和を求めます.
まず, フィボナッチ数のリストを求める手続きを定義します.
(define (fib-list n)
  (define (loop r a b)
    (if (< n a)
        (reverse r)
        (loop (cons a r) b (+ a b))))
  (loop () 1 2))
100未満の範囲で計算して方針に誤りが無いことを確認してから, 400万未満の範囲で計算します.
ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 128 MB.
> (fib-list 100)
(1 2 3 5 8 13 21 34 55 89)
> (filter even? (fib-list 100))
(2 8 34)
> (apply + (filter even? (fib-list 100)))
44
> (apply + (filter even? (fib-list 4000000)))
4613732
上限が400万ということなので, リストの要素数が増えそうなので末尾再帰にしてみましたが, 思ったよりも要素数が少なく残念な気分です.
> (fib-list 4000000)
(1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 
 4181 6765 10946 17711 28657 46368 75025 121393 196418
 317811 514229 832040 1346269 2178309 3524578)

[Project Euler] Problem 1 「3と5の倍数」

10未満の自然数のうち, 3 もしくは 5 の倍数になっているものは 3, 5, 6, 9 の4つがあり, これらの合計は 23 になる.

同じようにして, 1000 未満の 3 か 5 の倍数になっている数字の合計を求めよ.
次の方針でこの問題を解きます.
  1. 1から999までの整数のリストを作ります.
  2. 作った整数のリストから3の倍数か5の倍数になっている整数を取り出します.
  3. 取り出した整数の和を求めます.
整数のリストを作るために, SRFI 1のiotaを使います. また, 3の倍数か5の倍数かを判定する手続きを定義します.
(require srfi/1)

(define (div-3-or-5? n)
  (or (= 0 (remainder n 3))
      (= 0 (remainder n 5))))
10未満の範囲で計算してみます.
ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 128 MB.
> (iota 9 1)
(1 2 3 4 5 6 7 8 9)
> (filter div-3-or-5? (iota 9 1))
(3 5 6 9)
> (apply + (filter div-3-or-5? (iota 9 1)))
23
> 
正しく計算できているようです. 同様にして, 1000未満の数で計算してみます.
ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 128 MB.
> (apply + (filter div-3-or-5? (iota 999 1)))
233168
> 
この問題は, 3の倍数の総和と5の倍数の総和から, 15の倍数の総和を引くことでも求められます.
ようこそ DrRacket, バージョン 5.3.3 [3m].
言語: Pretty Big; memory limit: 512 MB.
> (require srfi/1)
> (apply + (iota 333 3 3))
166833
> (apply + (iota 199 5 5))
99500
> (apply + (iota 66 15 15))
33165
> (- (+ 166833 99500) 33165)
233168
> 

2013年5月6日月曜日

NHKを解約しました。

先日、NHKに電話して、受信契約を解除する旨を伝えました。電話口で揉めるかと身構えていましたが、予想に反してあっさりと解除できました。こちらからNHKに伝えた事柄は次のとおりです。

  • 2007年に加入したCATVを2013年4月末日に解約した。
  • 自宅のアンテナなどの設備はアナログ放送用のままで地デジに対応していない。
  • ワンセグに対応している携帯電話、パソコンなども持っていない。

CATVを解約した理由も書いておきます。今、1歳8ヶ月になる娘がいるのですが、娘が生まれるまではディスカバリーチャンネルの「怪しい伝説」をよく観ていました。しかし、娘が生まれてからは状況が変わり、「お母さんといっしょ」を何度も再生し、頭の中で着ぐるみが行進する毎日でした。

娘が歩けるようになると、テレビの番組に合わせて娘がテレビの前で踊るようになり、いくらテレビから引き離しても言うことを聞いてくれません。どうしたものかと悩みながら時間が過ぎ、娘が1歳6ヶ月になったころ、テレビのリモコンを使えばテレビを観れることに娘が気が付きました。

これから、「テレビをつけろ」と娘にせがまれることを考えただけで嫌な気分になってきて、テレビもまともに観れていないことでもあるし、いっそ、テレビの電源を入れないようにしようと妻と話し合い、2013年の1月下旬からテレビをつけなくなりました。

私はそれ以来、家ではテレビを見ていません。妻は夜中にNHKのニュースを観ているようですが、娘といるときはテレビを付けていません。慣れてしまえば、テレビが無い生活のほうが快適に感じるようになってきました。

観ていないCATVにお金を払うのも馬鹿馬鹿しい話です。CATVとNHKを合わせて解約すれば、月に8000円ほどの節約になります。金額として非常に大きいので、解約することにしました。

妻はNHKのニュースは観たいと言っているので、NHKオンデマンドで対応することにしました。iPad miniから液晶テレビに出力しても綺麗に表示しているので、「見逃し見放題パック」に加入するだけで十分です。

結論
  • 1歳6ヶ月ごろから娘にテレビを見せていないので、良い影響があるものと期待しています。
  • 月々の支出を7000円程度、減らすことができました。
  • 将来、娘とテレビのチャンネル権を争うことになるぐらいなら、チャンネル権など無いほうがいい\(^o^)/




2013年5月2日木曜日

すべては「先送り」でうまくいく

私は、即断即決を旨としていましたが、この本を読んで考えを改めました。

この本には、決断をするときはできるだけ時間を取って情報を集め、状況の分析と結果の予測をし、可能な限り決断を先延ばしにすべき理由を色々な事例を集めて説明しています。

様々な状況について決断を遅らせる理由を書いているのですが、その中で最も考えを改めさせられたことは、謝罪のタイミングについてです。私もそうですが、世間一般では謝罪はすぐにすべきと言われていると思いますが、すぐに謝罪することが状況を更に悪くする例は参考になりました。参考になると書きましたが、謝罪するつもりはありませんので、謝罪しなくて済むように日々の言動には気をつけたいものです。

相手が一方的に怒っている場合はどうすれば良いのでしょうか?

2013年4月14日日曜日

子供は残酷

1歳8ヶ月になる娘を公園に連れて行き、独りで滑り台で遊べるようになりました。うつ伏せになって滑り降りるのですが。

公園についた時刻が9時半と早かったため、滑り台を独占できたのですが、10時を過ぎると子供が増えてきます。滑り台自体、幼児用ということもあり、私の娘と同じぐらいの子供から3歳ぐらいまでの子供が集まって来ました。

私の娘は今日、初めて滑れるようになったので、滑り始めるまで時間がかかります。3歳ぐらいの女の子が後ろに並んだ時、娘の背中を膝でそっと押しました。
あまりのストレートさに爆笑\(^o^)/
娘の安全を確保できていたからではありますが。

押した女の子もそっと膝で押したことから、やってはいけないことをしている意識はあったと思います。また、そっと押せばバレないと思っていたかもしれません。


2013年1月9日水曜日

2013年の目標

1月9日になりましたが、今年の目標を書いておきます。

元日に初詣に行きおみくじを引きましたが、残念な結果でした。学問については今年成果は出ないと書いてありました。前回の投稿から1ヶ月以上の期間が空いているとおり、司法書士の勉強はほとんど進んでいません。現在の状態と残された時間を考慮すると、今年の司法書士試験に合格することは絶望的と言えそうです。何と言っても子育てに想像以上に時間を取られています。

ここは前向きにとらえて、試験の日程に拘らずにじっくりと腰を据えて取り組んだほうが良いということだと思います。そこで、今年は次のように勉強を進めていきます。

  • 前半:民法、不動産登記法、民事訴訟法などを勉強する。
  • 後半:会社法、商業登記法、刑法、憲法などを勉強する。

また、おみくじには健康にも注意すべし、と書いてあり実際にそのとおりなので、増えすぎた体重を減らすことも進めていきます。現在の体重は76kgありますので、次のように目標を設定します。

  • 夏の健康診断までに体重を70kg未満にする。
  • 年内に体重を65kg未満にする。

今年は、司法書士の試験勉強とダイエットを中心に進めていきます。