わかりました。問題文を読み解き、解答を作成します。

離散数学組み合わせ円順列グループ分け場合の数塗り分け
2025/6/26
わかりました。問題文を読み解き、解答を作成します。
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1. 問題の内容**

この問題は、組み合わせと円順列、グループ分け、立体の塗り分けに関する問題です。具体的には以下の5つの問題があります。
* **問題12:** 子供6人、大人5人の中から5人を選ぶとき、
* (1) 特定の2人A,Bが選ばれる場合の数
* (2) 大人が少なくとも1人含まれる場合の数
* **問題13:** 8人を2つのグループA,Bに分ける場合の数(ただし、各グループに少なくとも1人は含まれる)
* **問題14:** 6人から選ばれた4人が円形状に並ぶ場合の数
* **問題15:** 色の異なる8個の玉をすべて用いて作る首飾りの種類数
* **問題16:** 正四角錐の5つの面を、赤青黄緑紫の5色すべてを使って塗り分ける方法の数(ただし、回転して同じになる場合は同一とみなす)
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2. 解き方の手順**

* **問題12 (1):**
* A,Bが選ばれるのは確定なので、残りの3人を選ぶ必要がある。
* 残りの9人(子供4人+大人5人)の中から3人を選ぶ組み合わせを求める。
* 組み合わせの公式:nCr=n!r!(nr)!nCr = \frac{n!}{r!(n-r)!} を使う。
* **問題12 (2):**
* 全体から大人を含まない場合を引く方法で計算する。
* 全体の選び方は、11人から5人を選ぶ組み合わせ。
* 大人を含まない選び方は、子供6人から5人を選ぶ組み合わせ。
* **問題13:**
* 8人をグループA,Bに分ける方法を考える。各人にAかBかを割り当てる。
* ただし、全てAまたは全てBの場合を除外する。
* 割り当てる方法は 282^8 通り。
* 全てAまたは全てBの場合の2通りを除外する。
* 最後に、A,Bの区別がないため2で割る。
* **問題14:**
* まず、6人から4人を選ぶ組み合わせを求める。
* 次に、4人が円形状に並ぶ円順列の数を求める。
* 円順列の公式:(n1)!(n-1)! を使う。
* **問題15:**
* 円順列を考える。
* さらに、裏返して同じになる場合も同じ首飾りとみなす必要があるため、2で割る。
* **問題16:**
* まず、底面の色を決定する(5通り)。
* 次に、側面の4つの面を塗り分ける。これは円順列になる。
* 円順列を考慮し、計算する。
**

3. 最終的な答え**

* **問題12 (1):**
9C3=9!3!6!=9×8×73×2×1=849C3 = \frac{9!}{3!6!} = \frac{9 \times 8 \times 7}{3 \times 2 \times 1} = 84通り
* **問題12 (2):**
11C56C5=11!5!6!6!5!1!=11×10×9×8×75×4×3×2×16=4626=45611C5 - 6C5 = \frac{11!}{5!6!} - \frac{6!}{5!1!} = \frac{11 \times 10 \times 9 \times 8 \times 7}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} - 6 = 462 - 6 = 456通り
* **問題13:**
2822=25622=2542=127\frac{2^8 - 2}{2} = \frac{256 - 2}{2} = \frac{254}{2} = 127通り
* **問題14:**
6C4×(41)!=6!4!2!×3!=6×52×1×6=15×6=906C4 \times (4-1)! = \frac{6!}{4!2!} \times 3! = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} \times 6 = 15 \times 6 = 90通り
* **問題15:**
(81)!2=7!2=50402=2520\frac{(8-1)!}{2} = \frac{7!}{2} = \frac{5040}{2} = 2520種類
* **問題16:**
5×(41)!=5×3!=5×6=305 \times (4-1)! = 5 \times 3! = 5 \times 6 = 30通り

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