数学
高校生
解決済み

0~9までの数字を一字ずつ書いた10枚の札を入れた箱がある。この箱から3枚取りだし、左から1列に並べて整数を作る。※012の場合、12と考える。
(1)3の倍数となる2桁の整数は何通りか。
(2)3の倍数となる3桁の整数は何通りか。
それぞれの解法を教えて頂きたいです。
ちなみに、(1)を解いたのですが、下の画像の通りです。あっている自身はありませんが、もっと数学的に解きたいです。(2)はまったくわかりません。

(1) 99さ3=33 ラ ーの仕が0の3の数、 30r60,90 → 32 よって、 うの借数となる2けたの整数は 33-3=30通り

回答

✨ ベストアンサー ✨

(1)も(2)も、
「各位の数の和が3の倍数である数は3の倍数である」
という条件を使います。
(例:4+9+8=21だから498は3の倍数)

(1)
上の答案は惜しいです。
033,066,099の23通りの分も除くので、
30-(3+3)=24通りが答えです。

数学的に解くなら以下のように解いてください。
作る数は2桁なので、1枚目が必ず0の札になります。
1枚目で0の札を使ったので、
残りの1〜9の9枚の札から2枚取り出して、
2桁の整数を作ることになりますね。

1〜9で和が3の倍数となる2数の組み合わせは
(1,2)(1,5)(1,8)(2,4)(2,7)(3,6)
(3,9)(4,5)(4,8)(5,7)(6,9)(7,8)
の12通りです。
よって2!×12=24となります。

(2)
(1)の2番目の解法と同じ方法で解けます。
各位の数の和が3の倍数になる組み合わせを
書き出すのは面倒ですが、地道にやれば解けます。
ただし、
3桁の数を作るためには
1枚目は0を除く1〜9の札
2、3枚目は0〜9の札を引く必要が
あるというところが要注意です。

この問題はよく出るものなので、頑張って解いてほしいです。頑張ってください!

(1)は教えていただいたとおりに、見ないでやってたら解くことが出来ました。ありがとうごさいます!
(2)に関しては、途中まで(1)と同様にやって見たのですが、多分100通り以上はできますよね。試験だったら時間がかかりすぎてしまうので、もっと早く解く解法がありましたら、教えて頂きたいです!

はやしらいす

この手の問題は書き出す事が確実です。
いえ、あくまで数の組み合わせを書き出すだけなので、42組と意外と少ないです!

…と言っても確かに42組も合計が3の倍数になる3数を見つけるのは難しいですね。

そこで、0~9の数を分類して計算で
組合わせの数を求める方法もあります。

①0
②3の倍数(3と6と9)
③3の倍数+1(1と4と7)
④3の倍数+2(2と5と8)

札に0が含まれているのときの組み合わせの数は、(1)で求めた通り12通りです。

札に0が含まれていないときの
組み合わせは、

(1)3枚とも3の倍数
(2)3枚とも3の倍数+1
(3)3枚とも3の倍数+2
(4)3の倍数、3の倍数+1、3の倍数+2
です。
(1)、(2)、(3)は1通りずつ
(4)は3×3×3=27通りで、
合計1+1+1+27=30通りとなります。

これを0の札が含まれている12通りと
合わせて、42通りです。

はやしらいす

ついでにこの後の解き方も書いておきます。
(i)0の札が含まれる場合
(ii)0の札が含まれない場合
に場合分けして考えます。
いずれも上で求めた3つの数を使います。

(i)の時、
3桁目には0は入らないので2通り、
残りの1,2桁目は2個の順列で2!通りとなる。
よって2×2!=4通りとなります。
こうなる組み合わせが12個あるので、
4×12=48通りです。

(ii)
0が含まれないということは、3!通り。
よって3!=6通り。
こうなる組み合わせが30個あるので、
30×6=180通りとなります。

最後に(i)+(ii)=48+180=228通り
これが答えだと思います。
間違っていたらすみません💦

おふたりの回答を併読しながら解いてみました。
丁寧に教えてくださってありがとうごさいます!
解法はあっていますでしょうか。

見ずらくてすみません…

③、④のところ札が枚になってましたw

はやしらいす

合ってると思います!👍
あとは類題をたくさん解いて問題慣れ
すればOKです。頑張ってください!

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回答

(1)は確かにこの方法でも解答に近づけます。
今の答えでは漏れがあるので、注意が必要です。
例えば、3,6,9、さらに、33, 66, 99 も除きます。

この問題を(1)(2)で続けて解くには、
「3の倍数」の特徴である、
「すべての桁の数の和が3の倍数になる」に着目します。

3、6、9、33、66、99を見落としていました…

Dylan🍔

(1)の結果を使って(2)をシンプルに考えましょう。
(1)で100の位の0を取り除きます。
100の位が1〜9になれば、3桁の数字になります。
あと、各桁に同じ数字が含まれないこともわかります。

(1)の下2桁の各位の和を3で割った余りで場合分けをします。
A)余りが0
(1)0, 3, 6, 9 のうち異なる2つ
→ 3, 6, 9 のうち使っていない2つの数字のいずれか
(2)1, 4, 7 のうち1つと、2, 5, 8 のうち1つ
→ 3, 6, 9 のいずれか

以下、同様に
B)余りが1
C)余りが2

で場合分けをすると、複雑にならないと思います。

Dylan🍔

上記のように地道に考えるのも、
あらゆる問題に対して、少しでも点数を取りに行く
という意味でかなり大切です。
また、共通テストや誘導タイプの問題で出願されそうなので、順を追って考えるのもオススメですが、
この問題に限って言えば、という方法がありますので、
一応最後にアプローチを書いておきます。

10枚から異なる3枚を選ぶ。

3の倍数になるのは、
1)3で割った余りが同じになるように3枚選ぶ
2)3で割った余りが異なるように3枚選ぶ
の2パターンだけ。

3桁を並べ替えたとき、
先頭が0 → (1)の答え
先頭が0以外 → (2)の答え
です。

おふたりの回答を併読しながら解いてみました。
ヒントをくださってありがとうごさいます!
解法はあっていますでしょうか。

見ずらくてすみません

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