基礎問
186
113 重複組合せ
区別のつかない球5個を A, B, C 3つの箱に入れる.
(1) どの箱にも少なくとも1個の球が入る方法は何通りあるか.
(2) 1個も入っていない箱があってもよいとすれば,何通りの方
法があるか.
精講
A,B,Cの箱に,それぞれ個, y個,2個入るとすると, (1),(2)は,それ
ぞれ,次の方程式の解 (x,y,z) の組の数を求めることと同じになります。
(1) x+y+z=5 (x≧1,y≧1,2≧1 )
(2)x+y+z=5 (x≧0、y≧0,z≧0 )
解答では,まず拾い上げてみて, あとで計算による解法を考えてみましょう.
(2)
解答
A, B, Cの箱にそれぞれ, x個, y 個,2個入るとする.
(1)x+y+z=5 (x≧1, y≧1, z≧1)
x=1, 2,3 だから, (x,y,z) の組は次表のようになる.
xC
第6章 順列・組合せ
y
20
IC
8
1万円札が5枚あるとき (これらは区別がつきません),どの1万円
札がほしいという人はいません。 何枚ほしいというはずです。だか
ら,区別がつかない球のときは個数で考えます。
y
1 1 1 2 2 3
1 2
3 2 1 2 1 1
3 1 2 1 よって, 6通り
98 基準をもって数
え上げる
x+y+z=5 (x≥0, y≥0, z≥0)
0
0 0 0 0 0 11111 2 22 2 3 3 3 4 4 5
20123450123401230 12010
5 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 3 210 210 100
2
よって 21 通り
注
この問題のように,変数に関して条件が同じ(このことをx,y,z
は対称性があるといいます) であれば,次のように大小を仮定して数
えて,あとで並べ方を考える方がラクです.
IC
y
4!
2!2!
0
0
1 1
0
1 2
5 4
3
3 2
3 6 6 3 3
ポイント
1
並べかえの数
(別解)(1)x+y+z=(x1,y1,
1, 220x3
z
をみたす (x, y, z) の組
1)
の数を求める. 下の図のように, 5個のを並べ, 4か所のすきまか
ら2か所を選び,タテ棒|を入れると考えれば、との1つの並べ
方に対して(x,y,z) を1組定めることができる.たとえば,
001010
という並べ方にx=2,y=1, z=2 が対応する.
0
2
IC y z
よって、求める場合の数は, 4C2=6 (通り)
(2) x+y+z=5(x≧0 y≧0,z≧0) をみたす (x,y,z) の組の数を求
める。 下の図のように, 5個のと2本のタテ棒を適当に並べると
考えれば,1つの並べ方に対して1組の (x,y,z)が定まる. たとえば,
● ● | |
という並べ方にx=2,y=0, z=3 が対応する.
7!
27342
よって、求める場合の数は, -=21(通り)
5!2!
演習問題 113
xy≦zと仮定すると,
左表のようになる.
よって,
3×3+6×2=21 (通り)
注 (2)において, x=x'-1, y=y' -1, z=z'-1 とおけば,
x'+y'+z'=8x'≧1, y'≧1, z'1) となり (1)と同様に
7C2=21(通り) と考えることもできます。
(1)において, x=x'+1,y=y'+1, z=z' +1 とおけば,
x'+y'+z'=2(x'≧0, y'≧0,z'≧0)となり, (2) と同様に
-=6 (通り) と考えることもできます.
x+y+z=n(x≧0 y≧0, z≧0) をみたす
整数 (x,y,z)の個数は,○との並べかえ
と考える
赤,青,黄のカードがある(ただし,どのカードも5枚以上ある。)
この3種類のカードから5枚を選ぶとき, その選び方は何通りある
か.
第6章