数学検定準2級

【高校数学 A】 場合の数

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問1

500円、100円、50円の硬貨がそれぞれ十分にある。これらを使って1500円を支払う方法は何通りあるか。ただし、使わない種類の硬貨があってもよく、硬貨を出す順序は区別しない。
解答・解説

解答:34通り

500円硬貨の枚数で場合分けする。残額について100円硬貨の枚数を決めると、50円硬貨の枚数はただ1通りに決まる。
500円硬貨残額支払い方
0枚1500円16通り
1枚1000円11通り
2枚500円6通り
3枚0円1通り
よって、16+11+6+1=34(通り)。

問2

大・中・小の3個のさいころを同時に投げる。出た目の積が8の倍数になる場合は何通りあるか。
解答・解説

解答:72通り

目を、奇数の組 A={1, 3, 5}、2を1個だけ因数にもつ組 B={2, 6}、2を2個因数にもつ組 C={4} に分ける。積が8の倍数でないのは、因数2の個数の合計が2以下の場合である。
目の組の種類場合の数
A・A・A3³=27
Bが1個、Aが2個3×2×3²=54
Cが1個、Aが2個3×1×3²=27
Bが2個、Aが1個3×2²×3=36
全体は6³=216通りなので、216−(27+54+27+36)=72(通り)。

問3

0、1、2、3、4、5、6の7個の数字から異なる3個を選んで並べ、3桁の整数を作る。このうち、6の倍数は何個あるか。
解答・解説

解答:39個

6の倍数となる条件は「一の位が偶数」かつ「各桁の数字の和が3の倍数」である。一の位を固定し、残る2桁を数える。下表の組は順序を区別しない。0を含む組は百の位を0にできないので1通り、それ以外は2通り。
一の位百・十の位に使う数字の組個数
0{1,2}, {1,5}, {2,4}, {3,6}, {4,5}10
2{0,1}, {0,4}, {1,3}, {1,6}, {3,4}, {4,6}10
4{0,2}, {0,5}, {2,3}, {2,6}, {3,5}, {5,6}10
6{0,3}, {1,2}, {1,5}, {2,4}, {4,5}9
よって、10+10+10+9=39(個)。

問4

A、B、C、D、E、Fの6人が横一列に並ぶ。AとBが隣り合わない並び方は何通りあるか。
解答・解説

解答:480通り

全体の並び方は6!=720通り。AとBが隣り合う場合は、2人を1つのまとまりとみると5!通りで、まとまりの内部の順序が2通りある。したがって、6!−2×5!=720−240=480(通り)。

問5

男子5人、女子4人の中から4人の委員を選ぶ。男子も女子も少なくとも1人ずつ含まれる選び方は何通りあるか。
解答・解説

解答:120通り

9人から4人を選ぶ全体から、男子だけの場合と女子だけの場合を引く。

9C4−5C4−4C4=126−5−1=120

よって120通り。委員に役職の区別はないので、選ぶ順序は数えない。

問6

A、A、A、B、B、Cの6文字を横一列に並べる。同じ文字どうしを区別しないとき、2個のBが隣り合わない並べ方は何通りあるか。
解答・解説

解答:40通り

すべての並べ方は 6!3! 2!=60通り。2個のBが隣り合う並べ方は、BBを1つのまとまりとして、A、A、A、BB、Cを並べるので 5!3!=20通り。よって、60−20=40(通り)。

問7

区別できる6人が円形のテーブルを囲んで座る。特定の2人A、Bが隣り合う座り方は何通りあるか。ただし、回転して一致するものは同じとし、裏返して一致するものは別とする。
解答・解説

解答:48通り

A、Bを1つのまとまりとみると、円周上に並べるものは5個になる。この円順列は(5−1)!=24通り。A、Bのまとまりの内部の並び方が2通りあるので、24×2=48(通り)。

問8

図のように、横4区画、縦3区画の格子状の道がある。AからBまで、右または上にだけ進む最短経路のうち、点Pを通らないものは何通りあるか。PはAから右に2区画、上に1区画の交点である。ABP
解答・解説

解答:17通り

最短経路全体は、右4回・上3回の計7回の移動を並べるので 7C3=35通り。Pを通る経路は、AからPまでが 3C1=3通り、PからBまでが 4C2=6通りで、3×6=18通り。よって、35−18=17(通り)。

問9

大・中・小の3個のさいころを同時に投げ、出た目をそれぞれ a、b、c とする。ab+c が整数になる場合は何通りあるか。
解答・解説

解答:19通り

s=b+c とおく。1≦a≦6なので、分数が整数になるには2≦s≦6で、aがsの倍数であればよい。
s(b, c)の個数aの候補場合の数
212, 4, 63
323, 64
4343
5454
6565
よって、3+4+3+4+5=19(通り)。

問10

3桁の自然数のうち、数字の2を奇数個含むものは何個あるか。
解答・解説

解答:226個

3桁なので、2の個数が奇数となるのは1個または3個の場合。

① 2が1個:百の位が2なら、残りの各桁は2以外の9通りずつなので9²=81個。十の位だけが2なら、百の位は0と2以外の8通り、一の位は2以外の9通りで8×9=72個。一の位だけが2の場合も72個。

② 2が3個:222の1個。

よって、81+72+72+1=226(個)。