自然数の分割 と ヤング図形
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2013.06.13


  同じ大きさの正方形のタイルが 個あります。 すべてのタイルを、 次の条件にしたがって、 上から下へと敷き詰めていきます。
    上辺と左辺が揃っていること。
    下段は上段のタイル数を超えないこと。
    隙間なく敷き詰めること。
何とおりの方法があるでしょうか?

  この問題は、 ある自然数 を自然数の和として展開する時に、 何通りあるのかという問題と同じです。 自然数を自然数の和として展開することを 「 自然数を分割する 」 と言いますので、 「 自然数 の分割の方法は何通りあるか? ただし、 分割しない場合も1通りとする。」 という問題と同じことになります。 またこの問題は 「 自然数 の分割数はいくつか?」 という言い方をされます。

  では、 「自然数 の分割数はいくつか?」 を求めていくことにしましょう。 まず、 「 自然数 個に分割する方法は何通りあるか?」 を考えることにします。 たとえば、 9を3個に分割すると、 次の5通りになります。
     
  次に9を4個に分割することを考えますと迷宮に入りますので、 10を4個に分割することを考えることにします。 すると、 次の7通りになります。
     
  の第5番目まで をそれぞれ比べてみましょう。 のカッコの中の数字の一番右に が付け加えられたものが になっています。
  その次に、 6を4個に分割することを考えることにします。 すると、 次の2通りになります。
     
  の第6番目以降 と をそれぞれ比べてみましょう。 のカッコの中の数字にすべて を加えたものが になっています。

 以上より、 10を4個に分割する方法の数は、 9を3個に分割する方法の数 と 6を4個に分割する方法の数 を加えたものであることが解ります。 こうして、 一般的に次の漸化式が成り立っていることに気づきます。 自然数 個に分割する場合の数を とすると、
     

  したがって、 「 自然数 の分割の方法は何通りあるか?」 という問題に答えるためには、 上記の式の から まで1つずつ増やしていってその総計をとればいいことになります。

  このアルゴリズムを用いて作られたのが、 次の十進BASIC のプログラムです。
     このプログラムソースは、 山中和義 / 電脳遊戯団 さんよりいただきました。
          http://www.urban.ne.jp/home/kz4ymnk/seminar/basic/

  このプログラムソースもまた、 山中和義 / 電脳遊戯団 さんよりいただいたのですが、 具体的な分割方法とそれに対応するヤング図形をすべて出力してくれるプログラムを以下に紹介させていただきます。