紙を20回折ったときの厚さ

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指数関数

紙を20回折ったときの厚さについて考察することから、指数に興味をもち、

指数の発散のすごさを感じるのが、この教材のねらいである。


 校庭の大きさくらいの厚さ0.1mmの紙を20回折ったら、どのくらいの厚さに

 なるだろうか?予想して、次の中から最も近いものを選べ。

  ①人間の身長位
  ②サッカーゴール位
  ③学校の校舎位
  ④横浜みなとみらいのコスモクロック21(観覧車)の高さ位

 

予想させた結果は、①、②が多い。なお、①の人間の身長は約1.7m、②のサッカーゴール

の高さは2.44m、③の校舎の高さは約35m、④のコスモクロックの高さは112.5mである。

実際に計算して考察してみる。

現実的には、折りたたむ部分の厚さの関係で紙はせいぜい6回位しか折れず、

20回折るのは不可能なので、紙を折ったら切る、折ったら切るというように

繰り返すこととする。これなら可能である。

紙を1回折ると2枚、2回折ると4枚(22)、3回折ると8枚(23)になることから、

20回折ったときは、220=1048576枚となるので、紙の厚さは、

0.1(mm)×1048576=104875.6(mm)=104.8756(m)で、約105mということになり、

正解は④であることがわかる。

ちなみにこのとき、紙の大きさは縦と横ともに1024分の1になるので、校庭に一辺が50m位の

紙を用意しておけば、折った後の紙の一辺は5cm位となり、理論上は実験可能である・・・。

また、厚さがスカイツリー(634m)を超えるには23回折ればよく、26回で富士山(3776m)を超え、

51回で太陽に届き(1億5000万km)、100回で宇宙の半径(150億光年=1.5×1026m)とほぼ同じ

となる。指数のすごさを感じる数字である。