問題文は、番号で区別された複数の球が、ひもで繋がれている状況を考えます。各球は5色(赤、青、黄、緑、紫)のいずれかで塗られ、ひもで繋がれた球は異なる色でなければなりません。図Bにおける球の塗り分け方の総数を求める問題です。

離散数学組み合わせ塗り分け場合の数グラフ
2025/5/3

1. 問題の内容

問題文は、番号で区別された複数の球が、ひもで繋がれている状況を考えます。各球は5色(赤、青、黄、緑、紫)のいずれかで塗られ、ひもで繋がれた球は異なる色でなければなりません。図Bにおける球の塗り分け方の総数を求める問題です。

2. 解き方の手順

図Bでは、4つの球が一本の鎖状に繋がっています。それぞれの球を順番に塗っていくことを考えます。
* 球1の塗り方は5通りあります。
* 球2は、球1と繋がっているので、球1の色以外の色で塗る必要があります。したがって、球2の塗り方は4通りあります。
* 球3は、球2と繋がっているので、球2の色以外の色で塗る必要があります。したがって、球3の塗り方は4通りあります。
* 球4は、球3と繋がっているので、球3の色以外の色で塗る必要があります。したがって、球4の塗り方は4通りあります。
したがって、球の塗り分け方の総数は、
5×4×4×4=3205 \times 4 \times 4 \times 4 = 320 通りです。

3. 最終的な答え

図Bにおいて、球の塗り方は320通りある。

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