今回は、ジュニア数学オリンピック2008年第6問を取り上げ、解説します。
中学入試でも同じような問題が出されています(神戸女学院中学部1988年算数2日目第7問)
6人が問題の総当たり戦をすると、勝利数は0以上5以下の6通り考えられますが、勝った試合の数が全員異なることから、6人の勝利数は、5勝、4勝、3勝、2勝、1勝、0勝となります。
まず、勝利数の割り振りを考えます。
5勝の人が6人のうち誰になるかで6通りあり、そのそれぞれに対して、4勝の人が誰になるかで5通りあり、・・・、そのそれぞれに対して、0勝の人が誰になるかで1通りあるから、勝利数の割り振りの仕方は6×5×4×3×2×1=720通りあります。
次に、誰に対して勝利したのか考えます。
勝利数の多い順にA、B、C、D、E、Fとします。
対戦結果をわかりやすくするためグラフを利用します。
6人を環状に並べ、勝った方から負けた方に向かって矢印線で結んでいきます(解説の図では矢印を省略しています)。

5勝したAは他の5人に勝っているから、5本の矢印線(図のピンク色の線)が出ますね。
4勝したBはA以外の4人に勝っているから、4本の矢印線(図の青色の線)が出ますね。
3勝したCはAとB以外の3人に勝っているから、3本の矢印線(図の赤色の線)が出ますね。
2勝したDはAとBとC以外の2人に勝っているから、2本の矢印線(図の緑色の線)が出ますね。
1勝したEはAとBとCとD以外の1人に勝っているから、1本の矢印線(図の水色の線)が出ますね。
1勝もしていないFからは矢印線が出ませんね。
結局、勝利数の割り振りが決まると対戦結果は自動的に確定するから、試合の勝敗の組合せとして考えられるものは全部で720通りあります。