与えられた硬貨を使って、ちょうど支払うことができる金額は何通りあるか、という問題です。3つのケースについて、それぞれの金額の組み合わせの数を求めます。

離散数学組み合わせ場合の数数え上げ硬貨重複
2025/5/20

1. 問題の内容

与えられた硬貨を使って、ちょうど支払うことができる金額は何通りあるか、という問題です。3つのケースについて、それぞれの金額の組み合わせの数を求めます。

2. 解き方の手順

各ケースについて、以下の手順で解きます。

1. 各硬貨の枚数に1を足し合わせる(0枚の場合を含むため)。

2. 各硬貨の組み合わせの総数を求めるために、足し合わせた数をすべて掛け合わせる。

3. 上記で求めた総数から、0円の場合を除外するために1を引く。

4. 重複している金額がないか確認し、重複している場合は重複分を引く。

(1) 10円硬貨4枚, 50円硬貨1枚, 100円硬貨3枚の場合

1. 10円: 4 + 1 = 5, 50円: 1 + 1 = 2, 100円: 3 + 1 = 4

2. 5 \* 2 \* 4 = 40

3. 40 - 1 = 39

4. 10円硬貨4枚で最大40円、50円硬貨1枚で50円まで払えるため、重複する金額はない。

よって、39通り。
(2) 10円硬貨2枚, 50円硬貨3枚, 100円硬貨3枚の場合

1. 10円: 2 + 1 = 3, 50円: 3 + 1 = 4, 100円: 3 + 1 = 4

2. 3 \* 4 \* 4 = 48

3. 48 - 1 = 47

4. 10円硬貨2枚で最大20円、50円硬貨3枚で150円まで払える。

10円2枚は50円3枚に影響しない。
100円硬貨3枚で300円まで払えるので、重複はない。
よって、47通り。
(3) 10円硬貨7枚, 50円硬貨1枚, 100円硬貨3枚の場合

1. 10円: 7 + 1 = 8, 50円: 1 + 1 = 2, 100円: 3 + 1 = 4

2. 8 \* 2 \* 4 = 64

3. 64 - 1 = 63

4. 10円硬貨7枚で最大70円、50円硬貨1枚で50円まで払えるため、10円硬貨5枚 = 50円1枚 となるので、重複が発生する。

10円を5枚以上使う場合を考える。
10円を5, 6, 7枚使う時に、50円を使わない場合は、それぞれ50円, 60円, 70円。
10円を5, 6, 7枚使う時に、50円を使う場合は、それぞれ100円, 110円, 120円。
10円を0~4枚使う場合、50円を使う使わないに関わらず、金額は重複しない。
重複するのは、10円5枚以上を使い、50円を使わない金額なので、3通り。
よって、63 - 3 = 60通り。

3. 最終的な答え

(1) 39通り
(2) 47通り
(3) 60通り

「離散数学」の関連問題

(1) 6個の数字1, 2, 3, 4, 5, 6を円形に並べる場合について、 (ア) 1と2が隣り合う並べ方は何通りあるか。 (イ) 1と2が向かい合う並べ方は何通りあるか。 (2) 男...

順列円順列組み合わせ
2025/6/8

全体集合 $U$ を10以下の自然数全体の集合とする。集合 $A = \{2, 3, 4, 5, 8\}$ と集合 $B = \{1, 2, 5, 7\}$ が与えられたとき、以下の集合を求める問題で...

集合集合演算共通部分和集合補集合ド・モルガンの法則
2025/6/8

6個の数字0, 1, 2, 3, 4, 5から異なる4個の数字を選んで4桁の整数を作る。以下の条件を満たす整数の個数をそれぞれ求める。 (1) 整数 (制約なし) (2) 3の倍数 (3) 6の倍数 ...

場合の数順列組合せ整数の性質倍数
2025/6/8

2種類の記号(○と●)をいくつか1列に並べて記号を作る。 (1) 並べる記号が全部で4個のとき、何通りの記号ができるか。 (2) 並べる記号が1個以上4個以下のとき、何通りの記号ができるか。 (3) ...

組み合わせ場合の数数列等比数列指数
2025/6/8

女子5人と男子3人が1列に並ぶときの並び方の数を、以下の条件でそれぞれ求める問題です。 (1) 女子5人が続いて並ぶ (2) 女子5人と男子3人がそれぞれ続いて並ぶ (3) 両端が男子である (4) ...

順列組み合わせ場合の数
2025/6/8

(1) 大人4人と子供4人が輪になって並ぶとき、大人と子供が交互に並ぶ並び方の数を求める。 (2) 3つの文字の集合 $U = \{a, b, c\}$ の部分集合の総数を求める。 (3) 8人を2つ...

順列組み合わせ集合包除原理
2025/6/8

画像に写っている問題は、組み合わせに関する以下の2つの等式が成り立つことを示すことです。 (i) $nC_r = nC_{n-r}$ (ii) $nC_r = n-1C_{r-1} + n-1C_r$

組み合わせ二項係数組み合わせの公式数学的証明
2025/6/8

全体集合$U$とその部分集合$A, B$について、$n(U) = 50$, $n(A \cup B) = 42$, $n(A \cap B) = 3$, $n(\overline{A} \cap B)...

集合要素数ド・モルガンの法則
2025/6/8

全体集合 $U = \{x | x は10以下の自然数\}$、部分集合 $A = \{x | x \in U, x \leq 4\}$、 $B = \{x | x \in U, x は偶数\}$ が与...

集合集合演算ベン図ド・モルガンの法則
2025/6/8

全体集合$U = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\}$の部分集合$A = \{1, 2, 4, 8\}$、$B = \{1, 3, 5, 7, 9\}$について、$\o...

集合集合演算補集合共通部分
2025/6/7