場合の数2024⑤ | 受験算数はきょうもおもしろい

以前の記事の続きです。

今年出された場合の数の問題の第5回です。

 

  その1(豊島岡2024)

 

バスケットボールの試合では、シュートの種類によって1点、2点、3点の得点をとることができます。豊子さんはある試合で10点をとりました。シュートの種類の組み合わせは全部で何通りありますか。ただし、得点の順番は考えないものとします。

 

右矢印 3点シュートの回数で場合分けする。「得点の順番は考えない」ので

  1. 3回のとき…(3,3,3,1)の1通り
  2. 2回のとき…(3,3,バスケ)となる。バスケは2と1を使って4を作る作り方だから(2,2)(2,1,1)(1,1,1,1)の3通り
  3. 1回のとき…(3,バスケ)となる。バスケは2と1を使って7を作る作り方だから(2,2,2,1)(2,2,1,1,1)(2,1,1,1,1,1)(1,1,1,1,1,1,1)の4通り
  4. 0回のとき…2点シュートが何回あったかで数えると(残りは1点シュートに自動的に決まる)5回、4回、3回、2回、1回、0回の6通り
よって 1+3+4+6=14通り 
 
 

  その2(桜蔭2024)

 

黒い丸●と白い丸〇を右の(例)のように、縦7マスすべてに並べます。

① 並べ方のきまりは次の(あ)(い)(う)(え)です。
 (あ)上から2マス目と上から4マス目には同じ色の丸は並べない。
 (い)上から2マス目と上から6マス目には同じ色の丸を並べる。
 (う)下から3マスすべてに同じ色の丸を並べることはできない。
 (え)上から4マス目が白い丸のとき、上から3マス目と上から5マス目の両方ともに黒い丸を並べることはできない。(3マス目、5マス目のどちらか一方に黒い丸を並べることはできる)

このとき、黒い丸と白い丸の並べ方は全部で [ ウ ] 通りあります。

 

右矢印 条件(あ)(い)より上から2マス目、4マス目、6マス目の並べ方は次の㋐㋑のどちらか。

さらに条件(う)(え)より、㋐は㋐-1と㋐-2の2パターンに、㋑は㋑-1から㋑-3の3パターンに分かれる(は白黒どちらも可)

 

 

よって

  • ㋐-1が2×2=4通り
  • ㋐-2が2×2×2=8通り
  • ㋑-1が2×2=4通り
  • ㋑-2が2×2=4通り
  • ㋑-3が2通り

あるからぜんぶで 4+8+4+4+2=22通り

 

②縦7マスを右のように4列並べます。①の(あ)(い)(う)(え)のきまりに次の(お)のきまりを加えて、黒い丸と白い丸をこの28マスに並べるとき、並べ方は全部で [ エ ] 通りあります。
 (お)各列の上から2マス目のA、B、C、DにはAとDに同じ色の丸、BとCに同じ色の丸を並べる。また、AとBには同じ色の丸を並べない。

 

右矢印 たとえばAとDが白、BとCが黒の場合で考える(色が逆になる場合も同じ通り数があるから最後に2倍する)。すると

  1. Aに入るのは白だから㋐-1(4通り)か㋐-2(8通り)の形がある。とするとAの列の並べ方はぜんぶで12通り
  2. Dの列の並べ方もAと同じで12通り
  3. Bに入るのは黒だから㋑-1(4通り)、㋑-2(4通り)、㋑-3(2通り)の形がある。とするとBの列の並べ方はぜんぶで10通り
  4. Cの列の並べ方もBと同じで10通り
これらは同時に起こるから 12×12×10×10=14400通り

よってAとDが黒、BとCが白の場合も同じ通り数があるから

 14400×2=28800通り 完了