Mathematics
高中

確率の分野はPとCだけ使えればできると言われましたが、本当ですか?
円順列などは本質がわかってれば公式いらないそうです、、

解答

個人的な意見ですが、「本質が分かっていれば公式がいらない」というよりは「公式を覚えていても本質が分かっていないと太刀打ちできない」という方が正しいと思います

本質が分かっていればほとんど公式がいらなくなるのは数学のどの分野でも言えることだと思います。ただ、数学IやIIは木の幹から枝葉が伸びるように大きなテーマとそこから派生した問題という関係が色濃いのに対して、数学Aはあまり中心的なテーマを持たず全体的に一問一答のような側面が強いです。なので、問題ごとに公式を暗記しても他の問題に活かしづらく、新しい問題に出会ったときに対応できなくなっていまいます

なので、場合の数ではより本質的な理解が求められると思います。正直PやCにこだわる必要もないです。大事なのはどうやって数えるか、何と何を同一視しているかです。小中学校でやるような樹形図をかく、実際に列挙するといった考え方がもっとも大事だと私は思います。各問題ごとに、樹形図を書くなら、列挙するならどうやって書いていくのかを頭の中で考えて、それを数式として表現していくわけです

とはいえ、公式を蔑ろにするのもどうかと思います。公式がいらなくなるのは本質的な理解が完成してからのことで、まだよく分かってない段階で公式を放棄するのは危険です。むしろそれまでは「どうして公式が成り立つのか」「この公式はどのような場面で活躍するのか」など公式と向き合うことが本質的な理解への近道になると思います

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累乗も使うような……

円順列は、普通の順列の端を固定して考えているんだと思います。写真の通りです。

hizumi

累乗(power)ではなく階乗(factorial)なのでは…と。
factrialは元々は動詞factorの形容詞で、増加速度が驚くほど大きいという形容詞的な意で最初は用いられたそうです。数学が発展するにつれてのちにfactrialは名詞ともなりました。なので、数学では!を答えとして残すことは可能なのです。シグマ記号であるSumation,順列の記号であるP permutation, 組み合わせの記号であるC combinationは、全てtionで終わることから元々が名詞由来で所詮記号にしかすぎないのです。ですから、これらは答えにそのまま記述することはタブーとなります。

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Pはいらないけど、Cと!だけなのでは…。
円順列など?曖昧なので、円順列だけお答えしますね。
a,b,c,dを円形テーブルに座らせるという問題があるとしましょう。
当然aでも誰でも良いですが、円なので誰かを固定しないとどこから見ても同じです。例えばaを固定して考えると残り3人を並び替える必要があるので、3!となります。これは、b,c,dを固定しようが円なのでどこから見ても同じなため3!と決まる。
これが、円順列の公式(4-1)!と一致する。
つまりは、円にする時点で、誰か1人を固定する必要があるため、1人分欠落させて並び替えるということで一般化されるということですね。

このようにして考えるクセが高1の頃から身についていれば、公式は覚える必要はありませんね。

mid

Pいらないんですか??
円順列のその説明今日聞いて納得しました
高一の頃に身につけておきたかったです、、

mid

条件付き確率とか同じものを含む順列もC?P?で解けるようなことを聞いたんですけど、そこまで深くは聞いてないですが、公式覚えなくてもできるんでしょうか?

hizumi

Pは結局nCr×r!ってことなので、不要なんですよね…。選んで(C)並べる(!)のがPなので。
結局さ、100通り以内なら数えればいいんだよ(笑)。センターとか記述でも30通りくらいなら書き出すのに2分もかからないでしょう?(笑)…。
昨日、生徒の問題解いていたのですが、(1)とか数えましたからねw
他には、東工大の過去問にあるサイコロを3回振って出た目の積が6の倍数の確率も216通りがマックスなので、6の倍数となる組は数えましたからねw

mid

なるほど笑
たしかに、下手に公式やって間違えるよりは書き出した方がいいと塾の先生が言ってました
1枚目の画像みたいなの今日やりました
文字は3つでしたが

hizumi

まあ、感覚で数えた方が早いかどうかは見た瞬間に判断できるといいよね。
a<b<cって=がない時点でかなり限定されてるって思ったので、数えましたねえ。
私は入試で実践的な解法を教えるために、その場で思いついた解法しかやらないので、生徒にはこれで教えましたね笑。

確か、私が受験期に使っていた確率のノートも探せばありそうなので、見つかればノートにUPしますね。

mid

演習を重ねて頑張ります
ありがとうございます
助かります🙏

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