無限ホテル

 バビルの塔を知っていますよね。空に向かって果てし無く続くあの塔は,いったいどこまで延びているのでしょうか?そんなバビルの塔に似た,次のような問題を一つ考えてみてください。

 部屋数,宿泊客数が無限にあるホテルがあるとします。各部屋には1から順に番号がついていますが,誰がどの部屋に宿泊しているか,また何人宿泊しているかは分かりません。

 今,100人の客が来ました。そこで,1号室に宿泊している客がもしいれば,その人は101号室へ,2号室に宿泊している客は102号室へ,3号室に宿泊している客は103号室へ・・・移動してもらうようにアナウンスした。

 さて,来た客が100人ではなくて無限に多くの客が来たとしたら,どのようにアナウンスすればよいでしょうか?

 答えは一つとは限りませんが,無限数列を自分で作る問題です。最もポピュラーな解答は次の様な数列を作り,部屋を空けていくことです。

 1→2,2→4,3→6,…と部屋の番号の2倍の番号を対応させます。すると,奇数の番号を持つ部屋の番号
   1,3,5,7,…
が空き,そこに無限に多くの客を宿泊させていけばよいのです。