ネズミと25頭の馬

問題

あなたは25頭の馬を持っており、その中から最も速い馬を3頭選びたい。各レースで同時に出走できるのは5頭だけである。ストップウォッチを使わずに最速の3頭を見つけるために必要な最小レース数は?

ネズミは25頭の馬を飼っている

レースを行なって、この中から最も足が速い馬を3頭選びたい

各レースで同時に出走できるのは5頭までである
また、レースのタイムは計測できないため、「Aの馬はBより速い」といった相対的な速さしか分からない

さて、最速の3頭を見つけるために必要な最小のレース回数は?

シンキングタイム!

スクロールするとヒントがあります

6回ではない

4頭以下のレースはない

正解

7回

解説

まず25頭の馬を5頭ずつの5グループに分け、それぞれでレースをします

すると各グループ内における順位がわかります

仮に各グループの名前をABCDEとして
馬を順位ごとに区別すると

A:a1,a2,a3,a4,a5
B:b1,b2,b3,b4,b5
C:c1,c2,c3,c4,c5
D:d1,d2,d3,d4,d5
E:e1,e2,e3,e4,e5

となります

ここで各グループの1位だけでレースをし、そのトップ3がわかれば
それが全体のトップ3だと考えてしまうかもしれませんが
実はそれでは不十分です

なぜなら各グループ内の差がどれだけ開いているかわからないからです

例えばa1,a2,a3が極めて僅差であり、なおかつB〜Eのどの馬よりも速かった場合
a2,a3がトップ2,3である事実を見逃してしまいます

ではどうすればよいでしょうか?

余計な可能性を排除する

とりあえず各グループの1位だけでレースをしてみます

それが以下のような結果になったとします

1位:a1
2位:b1
3位:c1
4位:d1
5位:e1

この結果から、d1とe1はトップ3候補から外れます

d1,e1より遅いd2,d3,e2,e3も当然候補から外れます

残ったトップ3候補は以下の通りです

a1,a2,a3
b1,b2,b3
c1,c2,c3

ここでb3について考えてみましょう

b3は、b3より速いb1,b2より、さらに速いa1が存在することから
自分より速い馬が既に3頭いる事が確定し、トップ3には入れません

同様にc2,c3もトップ3にはなれません

これらを候補から外すとこうなります

a1,a2,a3
b1,b2
c1

そもそも

よく考えてみれば

a1はAグループの誰よりも速く、B~Eの最速の馬の誰よりも速いため
25頭のうちで最速の馬であることが確定しています

a1がトップ1です

したがってこれを候補から外し

a2,a3
b1,b2
c1

この5頭でレースを行った場合の1位と2位が、馬全体のトップ2,3です

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