うさぎのつがいの問題
1202年の著作『計算の書』には、「ウサギのつがいの問題」と呼ばれている有名な問題が掲載されています。実は、この本の著者であるレオナルド・ピサノは、現在では「フィボナッチ」の名で知られている数学者です。
まずは、この問題を解き明かし、「フィボナッチ数列」にせまっていきましょう！
「ウサギのつがいの問題」とは、以下のような問題です。
＜問題＞
1つがいのウサギは産まれて2ヶ月後から、毎月1つがいのウサギを産むとします。今、産まれたばかりの1つがいのウサギがいます。12ヶ月後には、ウサギは合計何つがいになっているでしょうか？
それでは0ヶ月後～4ヶ月後について、一つずつ具体的に考えてみましょう。
0ヶ月後には、最初に存在する1つがいのウサギしかいません。そのため、合計1つがいです。
1ヶ月後には、最初に存在する1つがいのウサギが生後1ヶ月となります。まだ、子どもを産まないので、合計1つがいです。
2ヶ月後には、最初に存在する1つがいのウサギが生後2ヶ月となり、子どもを1つがい産みます。したがって、2ヶ月後にいるウサギのつがいは、
「最初に存在するつがい」+「2ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」
の合計2つがいです。
3ヶ月後には、最初に存在する1つがいのウサギが生後3ヶ月となり、子どもを1つがい産みます。
また、2ヶ月後に産まれた1つがいのウサギは、生後1ヶ月となりますが、まだ子どもを産みません。
したがって、3ヶ月後にいるウサギのつがいは、
「最初に存在するつがい」+「2ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」+「3ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」
の合計3つがいです。
4ヶ月後には、最初に存在する1つがいのウサギが生後4ヶ月となり、子どもを1つがい産みます。
また、2ヶ月後に産まれた1つがいのウサギも、生後2ヶ月となり、子どもを1つがい産みます。
一方、3ヶ月後に産まれた1つがいのウサギは、生後1ヶ月となりますが、まだ子どもを産みません。
したがって、4ヶ月後にいるウサギのつがいは、
「最初に存在するつがい」+「2ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」+「3ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」+「4ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい」+「『2ヶ月後、最初に存在するつがいから産まれたつがい』から産まれたつがい」
の合計5つがいです。
このまま続けていくと、ゴチャゴチャしてしまいそうですね……。
整理するために、「つがいの数」の表をつくってみましょう！
この表のポイントは
①前の月の「産まれたばかりのつがいの数」は、次の月の「生後1ヶ月のつがいの数」となる。
②前の月の「生後1ヶ月のつがいの数」と「生後2ヶ月以降のつがいの数」を足すと、次の月の「生後2ヶ月以降のつがいの数」となる。
③何ヶ月後においても、「産まれたばかりのつがいの数」と「生後2ヶ月以降のつがいの数」は同じになる（生後2ヶ月以降の各つがいから、子どもが1つがいずつ産まれるので）。
です。
これらのポイントをもとに、5ヶ月後がどうなるか考えてみましょう。
①より、4ヶ月後の「産まれたばかりのつがいの数」は2つがいなので、5ヶ月後の「生後1ヶ月のつがいの数」は2つがいとなります。
②より、4ヶ月後の「生後1ヶ月のつがいの数」は1つがい、「生後2ヶ月以降のつがいの数」は2つがいなので、これらを足すと3つがいです。よって、5ヶ月後の「生後2ヶ月以降のつがいの数」は3つがいとなります。
③より、「産まれたばかりのつがいの数」と「生後2ヶ月以降のつがいの数」は同じなので、5ヶ月後の「産まれたばかりのつがいの数」は、3つがいとなります。
以上を合計すると、2+3+3つがい、つまり、5ヶ月後は合計8つがいとなるのです。
したがって
となります。
これを12ヶ月後まで続けていくと、答えが出ますね！
