組合せの問題に,色々な条件を加えて考えてみましょう。
例題 1
| 男子 4 人,女子 6 人から 4 人を選ぶとき, 男女 2 人ずつとなるような選び方は何通りあるか。
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男子 2 人を選ぶ方法は,4C2 通りあり,
その各々に対して女子 2 人を選ぶ方法が 6C2 通りある。
よって(格言 3 より),4C2 × 6C2 = 90 (通り)
例題 2
| A,B,C,…,J の 10 人から 3 人を選ぶとき, A を含むような選び方は何通りあるか。
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「A さんはすでに選ばれている」と解釈します。
残りの 9 人から 2 人を選べばよいので,求める選び方は,
9C2 = 36 (通り)
例題 3
| A,B,C,…,J の 10 人から 3 人を選ぶとき, A は含まれるが,B を含まないような選び方は何通りあるか。
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例題 2 と同様に,すでに A は含まれており,選びたい残りの人数は 2 人です。
しかし,B は含まないようにすると,選ばれる候補はさらに減って 8 人となります。
よって,8C2 = 28 (通り)
例題 4
| 男子 4 人,女子 6 人から 3 人を選ぶとき, 少なくとも 1 人は男子であるような選び方は何通りあるか。
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全体から,条件を満たさない「全員女子」であるものを除きます。→(格言 1)
無条件で 3 人を選ぶ方法は,10C3 通り
このうち,3 人とも女子であるような選び方は,6C3 通り
よって,10C4 - 6C4 = 120 - 20 = 100 (通り)
閲覧者からの質問:
| とりあえず男子を 1 人選んでしまい,残りは自由として,
4C1×9C2 としました…
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A,B,C,D を男性,E,F,G,H,I,J が女性とすると,
この式では,A さんを選んでから B,E の 2 人を選ぶことと、
B さんを選んでから A,E の 2 人を選ぶことを異なるとして数えてしまっています。
これは格言 6 に違反してしまったことから起きる誤りです。
例題 5
| 10 人の生徒から 委員長,副委員長,書記の 3 人を選ぶ方法は何通りあるか。
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「選んで」はいますが,1 人ずつなので,10P3 = 720 (通り)
例題 6
| A,B,C,…,J の 10 人から 委員長,副委員長,書記の 3 人を選ぶとき, A を含むような選び方は何通りあるか。
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A は必ず選ばれているから,A の役職の決め方は 3 通り
残った 9 人から,残った役職を決める方法は,9P2 通り
よって,3 × 9P2 = 216 (通り)
例題 7
| A,B,C,…,J の 10 人から 委員長,副委員長 2 人の計 3 人を選ぶとき, A を含むような選び方は何通りあるか。
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[1] A が委員長のとき,9C2 通り
[2] A が副委員長のとき,9P2 通り
[1],[2] は同時に起きないので,9C2 + 9P2 = 108 (通り)
かわいい教え子による別解
A を含めた 3 人を選ぶ方法は例題 2 より9C2 通り
選ばれた 3 人うち,委員長になる人の選び方は 3 通りあるから,
3 × 36 = 108 (通り)
目からうろこが落ちました…(笑)
「選んで並べる」は P とは限らない
例題 8
| 男子 6 人,女子 4 人から男女 2 人ずつを選んで 1 列に並べる方法は何通りあるか。
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選ばれる「出所」が異なるときは,「選ぶ」と「並べる」を分けて考えましょう。
男子 6 人から 2 人を選ぶ方法は,6C2 通り
女子 4 人から 2 人を選ぶ方法は,4C2 通り
選ばれた 4 人を並べる方法は 4! 通り
以上より,6C2×4C2× 4! = 2160 (通り)
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