曜日と数理とトリック

 七曜

一週間がなぜ土日月火水木金？

ブラックな企業は月月火水木金金

曜日のはじまりは

そもそも何曜日が曜日のはじまりか

曜日の順の謎

なぜ曜日の順は天体の順と違うのか？

水金地火木土天海王星冥王星？だった

今は後ろの方がちがうかも

古代ローマでの説明

文献による

当時の天体の地球からの距離が遠い順

土木火日(太陽)金水月

天動説だから地球はふくめない

五つの惑星と太陽(恒星)と月(衛星)

これに１日２４時を一時間ごとに順に割り振っていく

0-1:土

1-2:木

2-3:火、、、

１日終わると次のサイクルでまたはじまるが３つずつずれこむ

24≡3 mod.7

７をモドシテ２４時は３の剰余と合同

次の日の最初の一時間は

0-1:日

1-2:金

2-3:水、、

でまた２４時やって次の日のサイクルを繰り返すと

七日で１日のはじめの一時間目がもとの土曜にもどる

それぞれの日の最初の一時間に対応する天体を曜日の名前とすれば

最初の一時間0-1を０とし次の1-2を１とし、

対応する天体の曜日とすると

0-3-6-2-5-1-4-0-3-6,,,

たしかに土日月火水木金

だからもし０をはじめにしたら一週間のはじまりは土曜日だったかもしれない

カレンダーはグレゴリオ暦で土曜日(安息日)を一番最後に持ってきて

最初の曜日は日曜日

日本の民法では暦によるとあり日本はグレゴリオ暦だから

やはり最初の曜日は日曜日がくる(追記２４時)

ところで

なん万年まえは１日が２３時間だった

これならば

23≡2 mod.7

0-2-4-6-1-3-5

となり

土火金月木日水

同様にして

４なら

0-4-1-5-2-6-3

土金木水火月日

５なら

0-5-3-1-6-4-2

土水日木月金火

６なら

0-6-5-4-3-2-1

土月水金日火木

ならべてみる

土日月火水木金

土火金月木日水

土金木水火月日

土水日木月金火

土月水金日火木

これを例によってむりくり数理トリックにしたててしまう

数理トリック

「曜日のなぞ」

単純バージョン

木火日金水月土の順にならべたカードを裏向きにもち

何回か相手にカットしてもらう

最終的に木がうえにくるようにカットする

それをspellingのように順にだす

２４回上から順にカードを送ればよい

それはたいへんなので

「ようびようび、」と三文字にすればよい

SANDS-MATSUYAMA principleとおなじ

(ということは原理的には同一の数理)

おなじ剰余類であればいいので１０でもできる(追記１日)

演出

はじめに天体の位置関係と曜日の順が異なることにふれておく

そのようにカードをならべてから上記のようにやる

追記１日

この方法論で曜日の順をつくろうとすると天体のかずと自転周期つまり１日の長さが倍数約数となる関係の数字同士は曜日がつくれなかった？

素数でなくても互いに素でなくてもいいが

０の剰余類にハイったらダメ

たとえば天体のかず９にたいし１日の長さ２７時間だったり

一週間に１０日こい

天体のかず１０でも２４時間ならよい

１日１０時間でも天体が７ならよい

もっともそれならば一時間を定義しなおして調整すればよい。

参考サイト

https://quasar.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~katsura/seven-days-order.html

追記２４時

ISOの国際規格では月曜日が一番

労働基準法では日曜日が一番最初

マジック理論、限界効用低減の法則

よくマジックは数年後とにブームがくるという

ブームになってはまた飽きられる

経済学でいう限界効用減退の法則

マジックは新鮮な不思議という感覚的な知覚が命

ある程度は見れば飽きる(普通のひとは)

でもまたかえりみられる

また飽きられる

それをくりかえす

レア度があればあるほど効果がある

種明かしの情報学

種明かしをすればするほど新鮮な不思議がなくなる

であれば種イコールマジックの効果？

カレンダー数列の性質

十進展開

1/31なら

３０枚数のカードで十進シャッフルを実行してカレンダー数列で変換する

９をかける操作

下一桁が１の場合

0*9=0
1*9=9
2*9=18(8)
3*9=27(7)
4*9=36(6)
5*9=45(5)
6*9=54(4)
7*9=63(3)
8*9=72(2)
9*9=81(1)

それで
0 1 2 3 4 5 6 78 9
0 9 8 7 65 4 3 2 1

と「カレンダー数列」が対応する

足して１０だ

ようは１０からひけばよい

ゼロはゼロとする

これは？

では1/31=

ならば

剰余数列をかけるpした十進展開は

0-7-8-8-5-2-0-4-6-5-9-4-9-8-1

上記の法則で変換すると

0-3-2-2-5-8-0-6-4-5-1-6-1-2-9

1/31=
0.03225806456129,,,

つまりかけるpせずに直接９をかけるだけでよかった

実際には割り振りをかえればよい

パイルに置き換えると

(0)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)
1   4   7
2   5   8
3   6   9,,,,

と分割シャッフルをすればよいことになる

下一桁が１の分母の十進展開はパイルの位置だけで割り出せることになる

これは1/21や1/51のような分母が合成数でもおなじ(下一桁がゼロと５はのぞく)。

カードシャッフルで循環節の数列を計算する２

十進展開シャッフル

ひとつは１０がp-1の倍数となっているケースがよい

もうひとつは１０の逆元がたまたまp-1の倍数となっている場合

これは
10x≡1 mod.p

逆元の置換表示と剰余数列(サイクル表示)は互いに逆になってるから

1/13=?
10;1-10-9-12-3-4-1

4;1-4-3-12-9-10-1

十二枚で四進シャッフルでやってそれを逆からみればいい

ということは同値なシャッフルで周期と剰余数列を決定

見通し

ということは

1/53=?

５２の約数の１３枚ごとでやるか

５２枚だと十進で周期が１３だから

周期がおなじものをえらんでみるか

逆シャッフルも置換の順番が逆になるだけだから

１０の逆元
1/53=?
10*16

1/17=?
10*12

逆シャッフル

-1

1/17=?

16=2*8

10*5

1/53=?

52=4*13

10x=52?

そうだ例のやつだ

十七次方程式の根をとくやつで多項式を入れ子にする変形で

それなら５２の周期の２６辺りでまた変換する

しかしそれは難しそうだ

13;1-13-10-24-47-28-46-15-36-44-42-16-49-1

10;1-10-47-46-36-42-49-13-24-28-15-44-16-1

剰余数列同士は離散対数の法則で変換することができるが

よくみるとそれぞれの剰余数列が６ごとになるので変換することは可能

だから５２枚のカードでやるには１３進シャッフルして変換する

ただしn進展開の数列が直接関係するかどうか。

カードシャッフルで循環節の数列をつきとめる

　循環節は通常は十進展開

従来型

まず突き止めたい枚数の置換数列をだす

それをシャッフルの置換方法とみてならべかえて剰余数列をだす

剰余数列から十進展開の数列に置き換える

このときカレンダー数列をつかった

新方式

分割シャッフルで十進展開の数列を計算する

十進のシャッフルを実行してその動き方を読みとっていくだけ‼

いってみれば直接方式

ただそれをどうやってやるか

それを計算で出したら本末転倒

(でも基本的に数列は全部EXCELでだす)

純粋に「カードシャッフルだけで」十進展開の数列を計算する続き

３１のようにp-1が十の倍数になっていればよいとわかる
だがしかし下一桁が１の場合出てきた数列に９をかけてまた下一桁をとる

カレンダー数列のように変換する必要がある

1/7=
７の場合は特殊で３ごとになるので六枚で三進シャッフルか？

#1
(0)(2)(1)
1   3   5
2   4   6

#2
(0)(2)(1)
  5   1   4
  3   6   2

#3
(0)(2)(1)
 4   5   6
1   2   3

#4
(0)(2)(1)
  6   4   2
  5   3   1

#5
(0)(2)(1)
2   6   3
4   1   5

#6
(0)(2)(1)
  3   2   1
  6   5   4

各パイルの１の位置
0-2-0-1-2-1
1-4-2-8-5-7
これが三進展開の数列と十進展開

問題はなぜこれが十進展開と同値なのか

(0)(2)(1)
1   4   7
2   5   8
3   6   9

それぞれの組に入ってるわけだ

だからひとつの手としては対応するカードの裏に小数展開の数字を書いておいて最後にひっくり返して見せればいいか？

N進シャッフル

１２枚でN進シャッフルを実行

モド１３(以降すべて)

順番
剰余数列
N進展開

三進シャッフル

3^r

0-1-2-3
1-3-9-1
   0-0-1

#1
(0)(2)(1)
1   5   9
2   6   10
3   7  11
4   8   12

#2
(0)(2)(1)
9   6   3
5   2   12
1   11   8
10   7    4
#3
(0)(2)(1)
3   2   1
6   5  4
9   8   7
12   11  10

四進シャッフル

4^r
0-1- 2- 3 -4 -5-6
1-4-3-12-9-10-1
   0 -3 -0 -1 -2 -1
#1
(0)(3)(2)(1)
1   4  7 10
2   5  8  11
3   6  9  12
#2
(0)(3)(2)(1)
10  1  5   9
7  11  2  6
4   8  12 3
#3
(0)(3)(2)(1)
9  10 11 12
5  6    7    8
1   2   3   4

#4
(0)(3)(2)(1)
12  9  6  3
11  8  5  2
10  7  4  1

#5
(0)(3)(2)(1)
3  12  8  4
6   2  11  7
9   5   1  10

#6
(0)(3)(2)(1)
  4  3   2    1
  8  7   6    5
12 11 10  9

カードでやるにはN個のパイルごとにわけて一枚ずつとっていく

何回かおなじことをやるともとに戻るのでこれが周期

その時のトップカード(とそれ以外も)のパイルの位置の情報が剰余数列とN進展開でわかる

なればN進展開の数列がカードシャッフル(置換)でわかってしまう。

循環節の数列

1/19=
十進展開052631578947368421

剰余数列10,5,12,6,3,11,15,17,18,9,14,7,13,16,8,4,2,1

１０を底としたモジュラー算術での位数(巡回周期)が循環節の長さとそのまま一致

r=18

10^18≡ 1 (mod.19)

で問題はなぜ循環節の数列が剰余数列の下一桁に一致するのか？

ならべかえてみる

剰余数列　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
循環節数列1 2 3 4 5 6 7 8 9   0   1   2  3   4    5    6   7   8

これはカレンダー数列でもですが中心対称になっている
補数９

なれば

足して１９の剰余数列がペアとなるべきは９

10-0
9-9

0+9=9

3-3
16-6

6+3=9

相補性から来ているか

十進展開でなくてもいい

五進

1/17(5)=?
五進展開0,1,2,1,3,4,0,2,4,3,2,3,1,0,4,2
剰余数列5,8,6,13,14,2,10,16,12,9,11,4,3,15,7,1

でカレンダー数列は

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2 4 1 3 0 2 4 1 3  0   2    4   1   3   0    2

相補性

五進展開の数列を半分にならべかえてみる

  0,1,2,1,3,4,0,2,
+4,3,2,3,1,0,4,2
  4 4 4 4 4 4 4 4

カードのシャッフルならば五進の(ディール)シャッフルを実行したときにトップカードがどこのパイルにうつるかをあらわしている。