紙を折りたたんでいくと月に到達?
手元にあるA4サイズの紙を半分ずつ折りたたんでいきます。
1回、2回、…、折るたびに厚み(高さ)ができてきますね。
私は頑張って、7回が限界でした。
今回は、この折りたたみの計算をしてみましょう。
7回折ったとき
紙の厚さを0.08mmとします。
1回折ったときは、0.08×2=0.16mmの厚さ
2回折ったときは、0.08×2×2=0.32mmの厚さ(=0.16×2)
3回折ったときは、0.08×2×2×2=0.64mmの厚さ(=0.32×2)
これを繰り返して、
7回折ったときは、0.08×2×2×2×2×2×2×2=10.24mm
10mm=1cmなので、約1㎝くらいですね。
実際に作ったものはもっと厚みがありますが、あくまで計算上です(^^)
10回折ったとき
10回折った場合は2を10回かける計算になります。
これを2の10乗(じょう)といい、次のように表します。
$$2×2×2×2×2×2×2×2×2×2=2^{10}$$
\(2^{10}=1024\)なので、およそ1000です。
分かりやすくするために、概数(がいすう)=およその数
で計算してみましょう。
0.08㎜×1000=80㎜=8㎝
20回折ったとき
20回折った場合を考えてみましょう。
計算は\(0.08mm×2^{20}\)ですが、もっと楽に計算をしましょう。
10回折ったときの結果8cmを利用するのです。
ここからさらに10回分折るということで、1000をかけましょう。
8㎝×1000=8000㎝
100㎝=1mなので、
80mになります。
30回折ったとき
同じように前の計算結果を利用して、1000をかけていくと
80m×1000=80000m
1000m=1kmだから
80kmですね。
40回折ったとき
だんだん大きな数字になってきました。
40回の場合は、
80km×1000=80000km(=8万km)
月までの距離
理科で学習しますが、地球から月までの距離は約38万kmです。
40回目で8万kmですから段々と近づいてきましたね。
ここからは慎重に計算を行いましょう。
到達する回数
- 41回折ったときは、8万km×2=16万km
- 42回折ったときは、16万km×2=32万km
- 43回折ったときは、32万km×2=64万km
答は43回目だとわかります。
まとめ
43回という回数を見て、どのように感じたでしょうか?
私は、意外と少ないんだな、と感じました。
このように、単に同じ数字を順にかけていくだけですが、計算の結果は、どんどんと大きくなります。
このことを、「指数関数」(しすうかんすう)的に数が大きくなると言ったりします。
また今回の計算では、できるだけ楽に計算を行うために、前の計算結果を利用するということや概数(およその数)やりました。
前者は計算のミスを減らすメリットがあり、後者は直感的に数を把握するメリットがあります。
実際に43回折ることは難しいでしょうが、仮にできたとして、で計算できるのは算数のすごさですね。
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