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! $ 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! 【場合の数】同じものを含む順列の公式 | 高校数学マスマスター | 学校や塾では教えてくれない、元塾講師の思考回路の公開. }{3! 2!
順列といえど、同じものが含まれている場合はその並び順は考慮しません。 並び順を無視し組み合わせで考えるというのが、同じものを含む順列の考え方の基礎になりますので覚えておきましょう。 【確率】場合の数と確率のまとめ
この3通りの組合せには, \ いずれも12通りの並び方がある. GOUKAKUの7文字を1列に並べるとき, \ 同じ文字が隣り合わない並 2個のUも2個のKも隣り合う並べ方} 隣り合わないのは, \ 同じ種類の2個の文字である. よって, \ {2個隣り合うものを総数から引く}方針で求めることができる. しかし, \ 「2個のUが隣り合う」と「2個のKが隣り合う」}は{排反ではない. } 重複部分も考慮し, \ 2重に引かれないようにする必要がある. {ベン図}でとらえると一目瞭然である. \ 色塗り部分を求めればよいのである. {隣り合うものは1組にまとめて並べる}のであったの6つを別物とみて並べ, K}の重複度2! で割る. また, \ 重複部分は, \ の5つの並べ方である. 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. よって, \ 白色の部分は\ 360+360-120\ であり, \ これを総数から引けばよい. 間か両端に入れる方針で直接的に求める] 3文字G, \ O, \ A}の並べ方}は $3! }=6\ (通り)$ その間と両端の4箇所にU2個を1個ずつ入れる方法}は $C42}=6\ (通り)$ その間と両端の6箇所にK2個を1個ずつ入れる方法}は $ U2個1組とG, \ O, \ Aの並べ方}は $4! }=24\ (通り)$ Uの間にKを1個入れる. } それ以外の間か両端にKを入れる方法}は 本来, \ 「隣り合わない」は, \ 他のものを並べた後, \ 間か両端に入れる方針をとる. しかし, \ 本問のように2種のものがどちらも隣り合わない場合, \ 注意が必要である. {「間か両端に入れる」を2段階で行うと, \ 一部の場合がもれてしまう}からである. よって, \ 本問は本解の解法が自然であり, \ この考え方は別解とした. 次のような手順で, \ 同じ文字が隣り合わないように並べるとする. 「GOAを並べる」→「U2個を間か両端に入れる」→「K2個を間か両端に入れる」} この場合, \ 例えば\ [UKUGOKA]}\ がカウントされなくなる. Kを入れる前に, \ [UUGOA]\ のように2個のUが並んでいる必要があるからである. } このもれをなくすため, \ 次の2つに場合分けして求める. {「間か両端に入れるを2段階で行う」「1段階目はU2個が隣接する」} この2つの場合は互いに{排反}である.
}{3! 4! } \times \frac{4! }{2! 2! } \end{eqnarray}となります。ここで、一つ目の分母にある $4! $ と2つ目の分子にある $4! $ が打ち消しあって\[ \frac{7! }{3! 2! 2! }=210 \]通り、と計算できます。 途中で、 $4! $ が消えましたが、これは偶然ではありません。1つ目の分母に出てきた $4! $ は、7か所からAの入る3か所を選んだ残り「4か所」に由来していて、2つ目の分母に出てきた $4! $ も、その残りが「4か所」あることに由来しています。つまり、Aが3個以外の場合でも、同じように約分されて消えます。最後の式 $\dfrac{7! }{3! 【標準】同じものを含む順列 | なかけんの数学ノート. 2! 2! }$ を見ると、分子にあるのは、全体の個数で、分母には、同じものがそれぞれ何個あるかが現れています(「Aが3個、Bが2個、Cが2個」ということ)。 これはもっと一般的なケースでも成り立ちます。 $A_i$ が $a_i$ 個あるとき( $i=1, 2, \cdots, m$ )、これらすべてを一列に並べる方法の総数は、次のように書ける。\[ \frac{(a_1+a_2+\cdots+a_m)! }{a_1! a_2! \cdots a_m! } \] Aが3個、Bが2個、Cが2個なら、 $\dfrac{(3+2+2)! }{3! 2! 2! }$ ということです。証明は書きませんが、ダブっているものを割るという発想でも、何番目に並ぶかという発想でも、どちらの考え方でも理解できるでしょう。 おわりに ここでは、同じものを含む順列について考えました。順列なのに組合せで数えるという考え方も紹介しました。順列と組合せを混同してしまいがちですが、機械的にやり方を覚えるのではなく、考え方を理解していくようにしましょう。
対象年齢 幼児期 小学生期 中学生期 高校生期 若者 成人一般 高齢者 参加料 無料 定員 無制限 実施予定 随時 札幌市内の公共スポーツ施設や健康づくりセンターの館内において、ペットボトル飲料のキャップを回収し、 売却益を全て「世界の子どもにワクチンを日本委員会(JCV)」に寄付することにより、 世界の子どもたちにワクチンを届ける活動を支援します。 実施エリア:中央区, 北区, 東区, 白石区, 厚別区, 豊平区, 清田区, 南区, 西区, 手稲区 実施団体:その他 お問い合わせ 一般財団法人さっぽろ健康スポーツ財団 【電話番号】 011-530-5550 【担当者】総務課
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