問題は2つの部分に分かれています。 最初の問題は、アルファベット `nobunaga` を並び替える順列に関する問題です。 2番目の問題は、グリッド状の道を通って、指定された地点を経由して別の地点へ最短距離で移動する経路の数を求める問題です。C地点は通れません。

離散数学順列組み合わせ最短経路場合の数グリッド
2025/7/15

1. 問題の内容

問題は2つの部分に分かれています。
最初の問題は、アルファベット `nobunaga` を並び替える順列に関する問題です。
2番目の問題は、グリッド状の道を通って、指定された地点を経由して別の地点へ最短距離で移動する経路の数を求める問題です。C地点は通れません。

2. 解き方の手順

最初の問題:
(1) `nobunaga` の並べ方
`nobunaga` は8文字からなり、n, o, b, u, g, aがそれぞれ2回ずつあります。したがって、すべての並べ方は、8!2!2!2! \frac{8!}{2!2!2!} で計算できます。
(2) aがuの左にある並べ方
まず、`nobunaga`のすべての順列の数を求めます。次に、uがaの左にある順列の数を考えます。aとuは同じ文字であると考えると、全順列の半分がaがuの左にある順列の数になります。
全順列数からuがaの左にある順列数を引けば、aがuの左にある順列数が求められます。
2番目の問題:
(1) OからAを通ってPまで最短距離で行く方法
OからAまでの最短経路の数と、AからPまでの最短経路の数を求め、それらを掛け合わせます。OからAへは、東に2つ、北に1つ進む必要があります。これは、(31)=3 \binom{3}{1} = 3 通りです。AからPへは、東に4つ、北に6つ進む必要があります。これは、(104)=10×9×8×74×3×2×1=210 \binom{10}{4} = \frac{10 \times 9 \times 8 \times 7}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 210 通りです。したがって、OからAを通ってPまで最短距離で行く方法は 3×210=6303 \times 210 = 630 通りです。
(2) OからBを通ってPまで最短距離で行く方法
OからBまでの最短経路の数と、BからPまでの最短経路の数を求め、それらを掛け合わせます。OからBへは、東に1つ、南に2つ進む必要があります。これは、(31)=3 \binom{3}{1} = 3 通りです。BからPへは、東に5つ、北に4つ進む必要があります。これは、(94)=9×8×7×64×3×2×1=126 \binom{9}{4} = \frac{9 \times 8 \times 7 \times 6}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 126 通りです。したがって、OからBを通ってPまで最短距離で行く方法は 3×126=3783 \times 126 = 378 通りです。
(3) OからAとBの両方を通ってPまで最短距離で行く方法
OからAを通ってBを通ってPに行く経路はありません。なぜならAからBへ行くにはCを通らざるを得ず、C地点は通れないからです。同様に、OからBを通ってAを通ってPに行く経路もありません。
したがって、A地点とB地点の両方を通ってP地点へ最短距離で行く道順は0通りです。

3. 最終的な答え

最初の問題:
`nobunaga` の並べ方: 5040通り
aがuの左にある並べ方: 4320通り
2番目の問題:
(1) OからAを通ってPまで: 630通り
(2) OからBを通ってPまで: 378通り
(3) OからAとBの両方を通ってPまで: 0通り

「離散数学」の関連問題

与えられた数字1, 1, 2, 2, 3, 3を使って6桁の整数を作る。 (1) このような整数は何通りあるか。 (2) 220000より大きいものは何通りあるか。

順列組み合わせ場合の数数え上げ
2025/7/24

全体集合 $X = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}$ の部分集合 $A$, $B$ について、以下の条件が与えられています。 * $\overline{A \cup ...

集合集合演算ド・モルガンの法則
2025/7/24

全体集合 $X = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}$ の部分集合 $A, B$ が、以下の条件を満たすとき、集合 $A, B$ と $n(\overline{A \c...

集合集合演算ド・モルガンの法則
2025/7/24

全体集合 $U = \{x | x は 10 以下の正の整数\}$、部分集合 $A = \{x | x は 2 の倍数\}$、$B = \{x | x は 3 の倍数\}$、$C = \{x | x ...

集合集合演算補集合和集合積集合
2025/7/24

集合 $A = \{x | x < -1, 4 < x\}$、集合 $B = \{x | x \le -3, 2 \le x\}$ が与えられたとき、以下の集合を求める問題です。 (1) $A \ca...

集合集合演算補集合和集合共通部分
2025/7/24

全体集合 $U = \{x | x \text{は10以下の正の整数}\}$、集合 $A = \{1, 3, 5, 6, 10\}$、集合 $B = \{2, 3, 6, 8\}$ が与えられたとき、...

集合集合演算共通部分和集合補集合
2025/7/24

問題文は、集合、順列、円順列、重複順列、組合せ、同じものを含む順列に関する8つの小問から構成されています。

集合順列円順列重複順列組合せ同じものを含む順列場合の数数え上げ
2025/7/24

与えられた順列 $(4, 2, 5, 1, 3)$ に対して、隣接する要素の入れ替え(互換)を繰り返し行うことで、順列 $(1, 2, 3, 4, 5)$ に並び替える問題です。必要な互換の回数を求め...

順列互換ソートアルゴリズム
2025/7/24

右図のような道において、以下の問いに答えます。 (1) AからBまでの最短経路は何通りあるか。 (2) AからBまでの最短経路のうち、Pを通らないものは何通りあるか。

組み合わせ最短経路場合の数
2025/7/24

「たいいくたいかい」の8文字を1列に並べる。 (1) 異なる並べ方は何通りあるか。 (2) 「く」、「か」がこの順にある並べ方は何通りあるか。 (3) 2つの「た」が隣り合わない並べ方は何通りあるか。

順列組み合わせ場合の数重複順列
2025/7/24