円周率先頭4個の数字の演算で自然数を作るパズル。普段は目の前のCar numberで1~20を捻り出してkilling timeしている。前述したが、中2の結核長欠少年の小生が寝ながらできる遊びとして年号1953年の数でやったのが始めだ。
発想は、科学朝日13巻7号〈1953年7月号)pp.44-45の記事”数楽オリンピック”だ。投稿者 境 新さん(当時久留米在住)によれば、 『戦後の1948年元旦に、引揚げ後に兄弟3人が初めて集うにあたり、1948の4数字を使って1-100を作る計算式を持ちより、それらの式の出来栄えを競うことにした。周囲の人に結果を配ったところ、反響が案外にあった。』(減点ルールの細部は下記とは少し違っていたと思う)。 中2の小生には「数楽」も「オリンピック」も新鮮であった。
問題は、『□3□1□4□2□=自然数を作れ』である。□に四則計算+-×÷とカッコ()を1個以上入れて自然数を1から順次作る:これで1~18が作れる。
<演算記号を増やす>: べき乗、ルート、階乗!、階和L(例 L4=4+3+2+1)、さらに、連数:31や14や142のこと、もOKとする。簡単式を優先し、難しい計算記号は減点する。数19、20はべき乗を使う:19=3*1+4^2, 20=3+1+4^2 。これで1~376まで連続して作れる。
減点ルールの例示:カッコ 0点、 加減算 - +(先頭付加も) 1点、 乗除算 */ 2点、べき乗^と平方根R 3点、 階乗!と階和L(Ln=1+2+3+・・・+n) 5点、連数(3と4→34)10点、 順序不保持(3142の順番でない) 30点、 作成不能 50点。 演算記号の優先順を ! > R > ^ > L > (*または/) > (+または-)とする。階和は数学には見かけないが、パズルでは使われてきた。
縦軸:計算式複数回答の最小減点、横軸:自然数1~400。 ○各数の減点、赤線:10個平均、点線:指数関数近似。 3142の順保持・階乗階和不使用での1以上整数の順次作成の上限は22。順保持・階和不使用での上限は64。順不保持・階和不使用での上限は102。順保持・階和使用での上限は376。1~400で作成不可能の3数は、377、392、395である。n=1~150は元同僚の長谷川寬氏の強力な協力を得た。 !! 3・1・4・2で 数377,392,395 を作れますか?!!