ある町で、西南端の点Aから東北端の点Bまで、最短経路で移動する場合、点Cを通る経路は何通りあるかを求める問題です。

離散数学組み合わせ最短経路場合の数
2025/5/10

1. 問題の内容

ある町で、西南端の点Aから東北端の点Bまで、最短経路で移動する場合、点Cを通る経路は何通りあるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、AからCまでの最短経路の数を求めます。次に、CからBまでの最短経路の数を求めます。最後に、それらの数を掛け合わせることで、AからCを経由してBまでの最短経路の総数を求めます。
AからCへは、右に2回、上に2回移動する必要があります。したがって、AからCへの経路の数は、4回の移動の中から右に移動する2回を選ぶ組み合わせの数で計算できます。
これは組み合わせの公式で表現できます。
nCr=n!r!(nr)!_nC_r = \frac{n!}{r!(n-r)!}
ここで、n=4n=4r=2r=2 なので、
4C2=4!2!2!=4×3×2×1(2×1)(2×1)=244=6_4C_2 = \frac{4!}{2!2!} = \frac{4 \times 3 \times 2 \times 1}{(2 \times 1)(2 \times 1)} = \frac{24}{4} = 6
したがって、AからCへの最短経路は6通りです。
次に、CからBへの最短経路の数を求めます。
CからBへは、右に3回、上に2回移動する必要があります。したがって、CからBへの経路の数は、5回の移動の中から右に移動する3回を選ぶ組み合わせの数で計算できます。
これは組み合わせの公式で表現できます。
nCr=n!r!(nr)!_nC_r = \frac{n!}{r!(n-r)!}
ここで、n=5n=5r=3r=3 なので、
5C3=5!3!2!=5×4×3×2×1(3×2×1)(2×1)=12012=10_5C_3 = \frac{5!}{3!2!} = \frac{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1}{(3 \times 2 \times 1)(2 \times 1)} = \frac{120}{12} = 10
したがって、CからBへの最短経路は10通りです。
最後に、AからCへの経路の数とCからBへの経路の数を掛け合わせます。
6×10=606 \times 10 = 60

3. 最終的な答え

60通り

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