ホーム 数学A 場合の数と確率 場合の数 2017年2月15日 2020年5月27日 今まで考えてきた順列では、すべてが異なるものを並べる場合だけを扱ってきました。ここでは、同じものを含んでいる場合の順列を考えていきます。 【広告】 ※ お知らせ:東北大学2020年度理学部AO入試II期数学第1問 を解く動画を公開しました。 同じものを含む順列 例題 ♠2、♠3、♠4、 ♦ 5、 ♦ 6の5枚のトランプがある。このトランプを並び替えて一列に並べる。 (1) トランプに書かれた数字の並び方は、何通りあるか。 (2) トランプに書かれた記号の並び方は、何通りあるか。 (1)は、単に「2, 3, 4, 5, 6」の5つの数字を並び替えるだけなので、 $5! =120$ 通りです。 【標準】順列 などで見ました。 問題は、(2)ですね。記号を見ると、♠が3つあって、 ♦ が2つあります。同じものが含まれている順列だと、どのように変わるのでしょうか。 例えば、トランプの並べ方として、次のようなものがありえます。 ♠2、♠3、♠4、 ♦ 5、 ♦ 6 ♠2、♠4、♠3、 ♦ 6、 ♦ 5 ♠3、♠2、♠4、 ♦ 5、 ♦ 6 この3つは、異なる並べ方です。数字を見ると、違っていますね。しかし、 記号だけを見ると、同じ並び になっています。このことから、(1)のように $5! =120$ としてしまうと、同じものをダブって数えてしまうことがわかります。 ダブっているモノをどうやって処理するかを考えましょう。どのように並べても、♠は3か所あります。数字の 2, 3, 4 を入れ替えても、記号の並び順は同じですね。このことから、 $3! なぜ？同じものを含む順列の公式と使い方について問題解説！ | 数スタ. $ 通りの並び方をダブって数えていることになります。また、2か所ある ♦ についても同様で、4, 5 を入れ替えても記号の並び順は同じです。さらに、♠と ♦ のダブり数えは、別々で起こります。 以上から、記号の並び方の総数は、数字の並び方の総数を、♠のダブり $3! $ 回と ♦ のダブり $2! $ 回で割ったものになります。つまり\[ \frac{5! }{3! 2!
5個選んで並べる順列だが, \ 同じ文字を何個含むかで順列の扱いが変わる. 本問の場合, \ 重複度が変わるのはA}のみであるから, \ {Aの個数で場合を分ける. } {まず条件を満たすように文字を選び, \ その後で並びを考慮する. } A}が1個のとき, \ 単純に5文字A, \ B, \ C, \ D, \ E}の並びである. A}が2個のとき, \ まずA}以外の3文字を4文字B, \ C, \ D, \ E}から選ぶ. その上で, \ A}2個を含む5文字の並びを考える. A}が3個のときも同様に, \ A}以外の2文字を4文字B, \ C, \ D, \ E}から選ぶ. その上で, \ A}3個を含む5文字の並びを考える. 9文字のアルファベットA, \ A, \ A, \ A, \ B, \ B, \ B, \ C, \ C}から4個を取り出し$ $て並べる方法は何通りあるか. $ 2個が同じ文字で, \ 残りは別の文字 同じ文字を何個含むかで順列の扱いが変わるから場合分けをする. 本問の場合, \ {○○○○, \ ○○○△, \ ○○△△, \ ○○△□\}のパターンがありうる. {まずそれぞれの文字パターンになるように選び, \ その後で並びを考慮する. } ○○○△の3文字になりうるのは, \ AかB}の2通りである. \ C}は2文字しかない. ○にAとB}のどちらを入れても, \ △は残り2文字の一方が入るから2通りある. 4通りの組合せを全て書き出すと, \ AAAB, \ AAAC, \ BBBA, \ BBBC}\ となる. この4通りの組合せには, \ いずれも4通りの並び方がある. ○○△△の○と△は, \ A, \ B, \ C}の3種類の文字から2つを選べばよい. 場合の数｜同じものを含む順列について | 日々是鍛錬 ひびこれたんれん. 3通りの組合せを全て書き出すと, \ AABB, \ BBCC, \ CCAA}\ となる. この3通りの組み合わせには, \ いずれも6通りの並び方がある. ○○△□は, \ まず○に入る文字を決める. \ ○だけが2個あり, \ 特殊だからである. A, \ B, \ C}いずれも○に入りうるから, \ 3通りがある. ○が決まった時点で△と□が残り2種類の文字であることが確定する(1通り). 3通りの組合せをすべて書き出すと, \ AABC, \ BBCA, \ CCAB}\ となる.
公式 順列 は「異なる」いくつかのものを並べることを対象としますが、同じものを含む順列はどのように考えれば良いのでしょうか?
=120$ 通り。 したがってⅰ)ⅱ)より、$360-120=240$ 通り。 問題によっては、隣り合わない場合の数を直接求めることもありますが、基本は 「 全体の場合の数から隣り合う場合の数を引く 」 これでほぼほぼ解けます。 【重要】最短経路問題 問題. 下の図のような格子状の道路がある。交差点 $A$ から交差点 $B$ までの最短経路は何通りあるか。 最短経路の問題は、重要な応用問題として非常によく出題されます。 まずはためしに、一番簡単な最短経路の問題に挑戦です! $A$ から $B$ まで遠回りをしないで行くのに、「右に $6$ 回、上に $4$ 回」進む必要がある。 ちなみに、上の図の場合は$$→→↑→↑↑→→↑→$$という順列になっている。 したがって、同じものを含む順列の総数の公式より、$$\frac{10! }{6! 4! }=\frac{10・9・8・7}{4・3・2・1}=210 (通り)$$ 整数を作る問題【難しい】 それでは最後に、本記事において一番難しいであろう問題を取り扱っていきます。 問題. $6$ 個の数字 $0$,$1$,$1$,$1$,$2$,$2$ を並べてできる $6$ 桁の整数のうち、偶数は何個できるか求めなさい。 たとえば「 $0$,$1$,$2$ を無制限に使ってよい」という条件であれば、結構簡単に求めることができるのですが… $0$ は $1$ 個 $1$ は $3$ 個 $2$ は $2$ 個 と個数にばらつきがあります。 こういう問題は、大体場合分けが必要になってきます。 注意点を $2$ つまとめる。 最上位は $0$ ではない。 偶数なので、一の位が $0$ または $2$ したがって、一の位で場合分けが必要である。 ⅰ)一の位が $0$ の場合 残り $1$,$1$,$1$,$2$,$2$ の順列の総数になるので、$\displaystyle \frac{5! }{3! 2! }=10$ 通り。 ⅱ)一の位が $2$ の場合 残りが $0$,$1$,$1$,$1$,$2$ となるので、最上位の数にまた注意が必要となる。 最上位の数が $1$ の場合 残り $0$,$1$,$1$,$2$ の順列の総数になるので、$\displaystyle \frac{4! 同じ もの を 含む 順列3133. }{2! }=12$ 通り。 最上位の数が $2$ の場合 残り $0$,$1$,$1$,$1$ の順列の総数になるので、$\displaystyle \frac{4!
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文:佐々木 希 編集:カワムラルイ(リベルタ)