数学
高校生
解決済み

この問題教えてください。解説の意味がいまいちつかめません🙇🏻‍♀️3枚目が解答解説です。

「A,B,C,D,Eの5文字から1文字選ぶことをn回繰り返し、左から順に横一列に並べてつくられるn文字の文字列」を★としています。

(3)次に,「母音(A,E)が連続しない」という条件をつけたときの(★)の総数を 求めてみることにした。 (i) まず,A,Bの2文字のとき、「母音 (A)が連続しない」という条件で考える。 A,Bの2文字からつくられるn文字の文字列のうち, Aが連続しないものの ECA O HA 総数を cm とする。 太郎 n=1のとき,できる文字列は A,Bの2種類だからC1=2で, n=2 のとき,できる文字列は AB. BA. BB の3種類だからc2=3だね。 花子:規則を見つけて漸化式で表してみよう。 最初の文字がAのときとBの ときで残りの文字列の総数を考えるとよさそうだよ。 n≧3のとき, 数列 {C} についての漸化式は Cn= である。 キ の解答群 Cn-1+1 ③2Cn-1+Cn-2 ① 2C-1-1 ② Cn-1 + Cn-2 43cn-1-2Cn-2 学 (数学II,数学B, 数学C第4問は次ページに続く。)
(ii)「母音 (A,E) が連続しない」という条件をつけたときの()について 文字の文字列の総数を dn とする。 AJ 太郎 : d = 5 だね。 n=2のときにできる文字列は AB, AC, AD, BA, BB, BC, BD, BE, CA, CB, CC, CD, CE, DA, DB, DC, DD, DE, EB, EC, ED の21種類だから, d2 = 21 とわかるよ。 花子 n≧3のときを考えると数列{c} の漸化式をつくったときのように、 1文字目で場合を分けることで漸化式がつくれそうだね。 n≧3のとき,数列{d} についての漸化式は dn = ク |dn-1+ である。 dn-2 085 n #CO () 4文字の文字列について、 「母音 (A, E) が連続しない」 という条件をつけたと DS 0 I+ 総数は コサシである。 (数学Ⅱ, 数学B, 数学C 第4問は次ページに続く。) 学 <学Ⅱ学)
である。つまり,bn=40n-1 となる。これと61=5より,b= 5.4"-1 である。 (3)「母音(A,E)が連続しない」という場合について調べる。 (i)まず,A,Bの2文字で「母音(A)が連続しない」という条件で考える。 3のとき,1文字目をAとすると, 2文字目はBで3文字目からn文 字目までのn-2文字の文字列の総数は C-2 である。 1文字目をBとすると, 2文字目からn文字目までのn-1文字の文字列の総数はC-1 である。 よって Cn=Cn-1+Cn-2 である。 次に,「母音(A,E) が連続しない」という条件で考える。 ② (ア) 1文字目が母音 (A,E) のとき 2文字目は子音なので3種類, 3文字 目から文字目までのn-2文字の文字列の総数は dn-2 である。 (イ) 1文字目が子音 (B, C, D) のとき 2文字目から文字目までのn-1 文字の文字列の総数はdn-1 である。 よって, 数列 {d} についての漸化式は dn=3dn-1+6dn-2 である。 大 「母音(A,E)が連続しない」という条件で4文字の文字列の総数は d4 で ある。 (ii) の漸化式, および d = 5, d2 = 21 より d3 = 3d2 +6d1 = 3・21+6・5=93 Od4=3d3+6d2 = 3.93+6.21 = 405 よって、4文字の文字列の総数は405 である。 (1) 文字の種類が個で このうち万個の文字は連結しない場合を考える 漸化式がbm = rbn-1 で表さ れる数列{bm} は等比数列で ある。 初項 α 公比rの等比数列 {bm} の一般項は bn=arn-1 ■二人の会話をヒントに, 1文 字目で場合を分ける。 10 3.dn-1+2.3.dn-2 問われているものがどの値 なるのかを考える。 ■会話より。 な

回答

✨ ベストアンサー ✨

まず、(i)のキです。
A,Bで作られるn文字の文字列には次の2種類があります。
[1]Aから始まるもの  [2]Bから始まるもの
この2つで場合分けをします。
[1]1文字目がAなので、2文字目はBでないと条件を満たしません。そして、3文字目はA,Bどちらでもいいです。いま、1文字目と2文字目が決まっていて、残りのn-2文字は何から始まってもいいようなAが連続しない文字列です。よってこの場合の総数はc_{n-2}と同じです。
[2]は[1]と同様に、1文字目がBなので2文字目はA,Bどちらでもいいです。よって[1]と同じ理由で、残りn-1個の並べ方はc_{n-1}通りです。
[1][2]を合わせて、c_n = c_{n-1} + c_{n-2}です。

次に(ii)です。
基本的に同じ解き方です。A,B,C,D,Eを並べるので、最初になる文字は5通りあります。なので、5通り場合分けが必要です(ですが、ほぼ2通りです)。
[1]Aで始まる場合。母音が連続しないので、2文字目はB,C,Dの3通りとなります。そして、残りのn-2文字は条件を満たすように並べられるのでd_{n-2}通りです。よって、3×d_{n-2} = 3d_{n-2}通りです。
[2]Bで始まる場合。2文字目はA,B,C,D,Eどれでもいいので、残りのn-1文字は条件を満たすように並べればいいのでd_{n-1}通り
[3]Cで始まる場合。Bのときと同じでd_{n-1}通り
[4]Dで始まる場合。Bのときと同じでd_{n-1}通り
[5]Eで始まる場合。Aのときと同じで3d_{n-2}通り
以上より、
d_n = 3d_{n-2} + d_{n-1} + d_{n-1} + d_{n-1}
+ 3d_{n-2}
= 3d_{n-1} + 6d_{n-2}

この漸化式を使って(iii)は得られます。

芽瑠

ありがとうございます!
丁寧な噛み砕いた説明で、よくわかりました!

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