パズル万華鏡

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確率の理解(順列)・問題1の解

 確率の理解(順列)・問題1の解答例を示します。

 

問題1の解

(1)6個の異なるものから3個取り出し1列に並べる並べ方は何通りか。

   1番目の選び方が、6通り、
   2番目の選び方が、5通り、
   3番目の選び方が、4通りとなる。

   よって、積の法則から、6×5×4=120 通りとなる。

(2)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1と2が隣接する並び方は何通りか。

   1と2をまとめて1つと見なすと、
   4個の数字を1列に並べることと同じになり、4!=24 通りとなる。

   そのおのおのの並び方に対して、1と2の並び方は 2 通りになる。
   したがって、積の法則により、24×2=48 通りになる。

(3)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1と2が離れて並ぶ並び方は何通りか。

   1,2,3,4,5を1列に並べる並べ方は、5!=120 通り。

   1と2が離れて並ぶ並べ方は、1と2が隣接する並び方以外であることから、
   5!-2×4!=72 通り。

(4)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1,2,3が隣接する並び方は何通りか。

   1,2,3をまとめて1つと見なすと、
   3個の数字を1列に並べることと同じになり、3!=6 通りとなる。

   それぞれの並び方に対して、1,2,3の並び方は、3!=6 通りになる。
   したがって、積の法則により、6×6=36 通りになる。

(5)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1,3,5がこの順に並ぶものは何通りか。

   求める順列の数をaとおく。1,3,5を並べる制限を取り除くと、
   求める順列のそれぞれについて 3! 倍の並べ方が作れる。
   これは、1,2,3,4,5の順列になる。

   したがって、a×3!=5! が成り立つ。

   すなわち、a=5!/3!=20 通り。

(6)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1と2が両端に並ぶ並び方は何通りか。

   1と2が両端に並ぶ並び方は、2 通り。
   そのおのおのの並び方に対して、3,4,5の並び方は 3! 通りになる。

   したがって、積の法則により、2×3!=12 通りになる。

(7)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   1が2より左にある並び方は何通りか。

   1が2の左にある並べ方は、5個の位置から2個選び、そこに1,2を割当てる。
   その並べ方は、10 通り。

   残りの3個の位置には、3,4,5を並べる。その並べ方は、3! 通り。

   このことから、求める並べ方は、10×3!=60 通り。

(8)1,2,3,4,5の5個の数字を1列に並べる。
   偶数と奇数が交互に並ぶ並び方は何通りか。

   先頭から奇数番目が奇数である並べ方は、3! 通り。
   先頭から偶数番目が偶数である並べ方は、2! 通り。

   すなわち、先頭から奇数番目が奇数、偶数番目が偶数である並べ方は、
    3!×2!=12 通り。

   先頭から奇数番目が偶数、偶数番目が奇数である並べ方はない。

(9)1が3個、2が2個、3が1個とする。
   6個取り出し、並べる並べ方は何通りか。

   同じものを含む順列の考え方にしたがって、

   (3+2+1)!/(3!2!1!)=60 通り。

(10)1が3個、2が2個、3が1個とする。
    3個取り出し、並べる並べ方は何通りか。

 数字の種類に着目し、場合分けで考える。

 (イ) 数字1種類(a,a,a)を並べる場合。
 (ロ) 数字2種類(a,a,b)を並べる場合。
 (ハ) 数字3種類(a,b,c)を並べる場合。

(イ)の場合、

  111 1通り。

(ロ)の場合、

  112 3通り。
  113 3通り。

  221 3通り。
  223 3通り。

  すなわち、4×(3!/2!)=12 通り。

(ハ)の場合、

  123 3!=6 通り。

  すなわち、6通り。

  合計で、1+12+6=19 通り。

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