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Mathematics Senior High

急ぎです!画像の問題について質問です。 赤線部(A1勝B1勝2回あいこ)なのですが、なぜこのような式になるのでしょうか?特に、4!/2!は何の重複を表しているのでしょうか。 場合分けについては理解しているので、式の組み立て方の解説をお願いします🙇

170. じゃんけんの確率 : 2人で4回 [サクシード数学A 問題331] A,B2人が4回じゃんけんを行い, 勝った回数の多い方を優勝とする。 ただし,あいこ の場合も1回のじゃんけんを行ったと数える。 (1) Aが3回以上連続してじゃんけんに勝って優勝する確率を求めよ。 (2) 優勝が決まらない確率を求めよ。 (3) A が優勝する確率を求めよ。 5 81 解答 (1) (解説) 1回のじゃんけんで, (2) 19 81 (3) 3 1 32 3 31 81 Aが勝つ確率は あいこになる確率は 1- ( 1323+1/3)-1/3 1 2 = 3 3 Aが勝たない確率は 1 Bが勝つ確率は (1) A がじゃんけんに勝つことを〇, 勝たないことを×で表すと, A が3回以上連続し てじゃんけんに勝って優勝するのは, [1] OOOO [2] ○○○× [3] × ○○○ の場合があり,これらは互いに排反である。 よって、求める確率は (13) '+(14) (13)×2=184 (²) * |x2= 3 (2) 優勝が決まらないのは, [1] 2勝2敗 [2]1勝1敗で,2回あいこ の場合があり,これらは互いに排反である。 よって, 求める確率は 4! 1 1 1 2 1 \ 4 + 2! 33 3 . 13 = 5 81 1 2 1 © {( 13 ) ²( ²3 ) ² + 6+12+1 19 81 81 (3) A が優勝する確率とBが優勝する確率は等しいから, (2) より 求める確率は 31 1/(1-19) 81 81 [3] 4回ともあいこ

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32.イ 赤玉を固定した時と白玉や黒玉を固定した時の場合の数は違いますよね。なぜ赤玉(1つのもの)を固定するのですか?

346 00000 重要 例題 32 同じものを含む円順列 白玉が4個, 黒玉が3個, 赤玉が1個あるとする。 これらを1列に並べる方法は [ 近畿大] ■通り, 円形に並べる方法は通りある。更に、これらの玉にひもを通 基本1920) し, 輪を作る方法は 通りある。 指針▷ (イ) 円形に並べるときは,1つのものを固定の考え方が有効。 ......... ここでは、1個しかない赤玉を固定すると、残りは同じものを含む順列の問題になる。 (ウ)「輪を作る」とあるから、直ちにじゅず順列=円順列÷2と計算してしまうと、この 問題ではミスになる。 すべて異なるものなら「じゅず順列=円順列÷2」で解決するが、 ここでは、 同じものを含むからうまくいか [ この雰ない。 そこで、 次の2パターンに分ける。 [A] 左右対称である円順列は, 裏返すと 自分自身になるから, 1個と数える。 [B] 左右対称でない円順列は,裏返すと 同じになるペアがあるから 2 停よって [A] + (円順列全体[A]) 2 [A] cs [3] 解答 8! (ア) =280 (通り) 4!3! (イ) 赤玉を固定して考えると,白玉4個,黒玉3個の順列の個 7! 数に等しいから 35 (通り) 4!3! (ウ) (イ) の3通りのうち、裏返して自分自身と一致するものは、左右対称なもの。 図のよう 次の [1]~[3] の 3通り 赤玉を一番上に固定し [1] [2] か O [B] 残りの32通りの円順列1つ1つに対して、裏返すと一致す るものが他に必ず1つずつあるから、輪を作る方法は全部で -=19(通り) 3+32 = 裏返すと同じ 同じ 同じものを含む順列。 1つのものを固定する。 て考えるとよい。 また、左右対称のとき、赤 玉と向かい合う位置にある ものは黒玉であることもボ イント。 この32通りは左右対称で ないもの。

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114.2 2番で問われていることは「mとpqが互いに素であるような自然数mの個数をf(pq)として、p≠qのときのf(pq)を求めろ」ということですか? 

482 A 00000 互いに素である自然数の個数 例題 ( 114) [類名古屋大 nを自然数とするとき, m≦n で, mとnが互いに素であるような自然数mの 重要 個数をf(n) とする。 また, p, g は素数とする。 (1) f (15) の値を求めよ。 (3) 自然数に対し, f(p) を求めよ。 指針 (1) 15 と互いに素である 15 以下の自然数の個数を求めればよい。 15=3・5であるから 15 と互いに素である自然数は, 3の倍数でも5の倍数でもない自然数である。 しかし、 「でない」 の個数を求めるのは一般に面倒なので, 全体 (である)の方針で考える。 (2) は異なる素数であるから, bg と互いに素である自然数は, pの倍数でもgの倍 TRAND 数でもない自然数である。 (1) と同様, 全体 (である)の方針で考える。 (3) と互いに素である自然数は,かの倍数でない自然数である。 解答 (1) 15=3.5 であるから, f(15) は1から15までの自然数のう ち, 1-3, 2-3, 3.3, 4.3, 1.5, 2.5, 3.5 を除いたものの個数であるから f(15)=15-7=8 (2) p, g は異なる素数であるから, pg と互いに素である自然 数は,pの倍数でもgの倍数でもない自然数である。 ゆえに, f(pg) は, 1 から by までのby 個の自然数のうち D p,2p,......, (q-1) p, paig, 2g, , (p-1)q, pq を除いたものの個数である。 よって f(pg) = pg-(p+α-1) = pg-p-g+1 (2) gf (pg) を求めよ。 FRO =(p-1) (q-1) (3) 1からp までの個の自然数のう の倍数はppp1(個)ある から、f(p) はかの倍数でないものの個数を求めて f(p)=p²-pk-1 ISMAI ①pは素数, kは自然数のとき ② p q は異なる素数のとき ②' p q は互いに素のとき pの倍数 (9個) 練習 (3) ③ 114 (1) f(77) の値を求めよ。 gの倍数 (個) 1~pq pg(1個) bigと 互いに素 基本112,113) 15 程度であれば,左の解答 でも対応できるが,数が大 きい場合には,第1章の基 本例題1で学習した, 集合 の要素の個数を求める要領 で考える。 検討 オイラー関数(n) CADRE n は自然数とする。1からnまでの自然数で, n と互いに素であるものの個数をΦ(n) と表す。 このΦ(n) をオイラー関数といい, 次の性質があることが知られている。 $(p)=p-1, (p²)=p²-pk-1 (pa)=(p)o(q) 上の重要例題 114 の f (n) について,次の問いに答えよ。 <pg が重複していることに 注意。 はギリシア文字で「ファイ」と読む。 [(1) で確認] p=3,g=5 とするとf(15)=f(3.5) =(3-1)(5-1)=2.4=8 (pa)=(p)o(q)=(p-1)(q-1) (1-1/2)としてもよい。 (2) f (pg) = 24 となる2つの素数p, g (p<g) の組をすべて求めよ。 (3) f(3) = 54 となる自然数kを求めよ。 [類 早稲田大〕 1 STT p.484 EX80 基本 2 (2) CHA 解 (I) 20 素因 1か 1

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数A 場合の数 重複順列 の問題です。 問題文の状況は理解出来るのですが、 解き方、考え方のイメージがさっぱりつきません。 何方か教えて頂きたいです。

重要例題6 重複順列 a,b,c,d,eの5文字が1つずつかかれたカード5枚を, A,B,Cの3つの箱に入れるとき,次の入 れ方は何通りあるか。 ② はn" の形で答えよ。) (1) 全部のカードが1つの箱に入ってもよく,また, 空の箱があってもよいとき。 (2) どの箱にも少なくとも1枚のカードが入るとき。 考え方 (1) 5枚のカードそれぞれについて, A,B,Cの3つの選び方があるから,3 種類のものから5個をとる重複順列になる。 (2) (1) の場合から, 2箱が空の場合と1箱のみ空の場合を引けばよい。 解答 0 (1) A B, C3種類のものを、重複を許して5個並べて, a, b,c,d,eの 5枚のカードに割り当てればよい。 したがって、3種類のものから5個をとる重複順列だから [1] =243(通り) (2) 1つの箱に5枚のカードが入り、ほかの2箱が空になるとき, 1つの箱の選び方は A, B,Cの3通りある。 2つの箱に5枚のカードが入り, 1箱のみ空となる2つの箱の選び方は, (A,B), (B,C), (A,C) の3通りある。 このおのおのについて 2つの箱にカードを入れる方法は [②]通りある。そのうち2通りは一方の箱が空だから 2-2=30 (通り) よって、求める数は 35-3-3×30=150 (通り) | アドバイス | bc a A A ABCABC と考えて3通りある。 イ A,B2つの箱に5枚の カードが入りCの箱が空 の場合, 2箱が空になる場 合を除くから 25 から A, Bの一方に5枚のカード がすべて入る場合を引いて 2-2=30(通り) ) 0 ( ) pom

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解説お願いします。 模範解答の解説の意味が分からないです。 細かく説明してくださると嬉しいです。

199nを自然数とする。 正 6 角形の異なる3個の頂点を結んで三角形をつくるとき、 次の三角形 の個数を求めよ。 (1) 正三角形 (2) 直角三角形 正6m 角形の頂点を順に A1,A2, Ag. ..., Aor とする。 また,この正6角形の外接円 の中心をOとする。 (1) k=1,2,3,..., 2n に対して, 正6角形の3頂点Ak, A2n+k, Anth を 結ぶと正三角形が1つできる。 よって、求める正三角形の個数は Aon-1 An •O (3) 二等辺三角形 A1 A2 A₁ 2n 15 (2) k=1,2,3, ..., 3n に対して, 線分 AkA3+kは外接円の直径 となるから, Ak, A3n+k およびこの2点を除く正6角形の1つの 頂点を結ぶと直角三角形が1つできる。 よって、求める直角三角形の個数は 3nx (6n-2)=6n(3n-1) (個) (3) k=1,2,3,・・・, 6n に対して, 頂点 A および直線OAに ついて対称な正6n 角形の異なる2頂点を結ぶと, Akを頂点とし 直線OA を対称軸とする二等辺三角形が1つできる。 よって, Ak を頂点とし直線OA k を対称軸とする二等辺三角形は (3n-1) 個 この (3n-1) 個の二等辺三角形の中の1つは正三角形であるから, △A1A2n+1Aan+1, △A2Azn+2Aan+2, ・・・, △Azn Aan An は正三角形である。 ●直径に対する円周角は 90° である。 Ak, A3n+k 以外の頂点は 6-2 (個)ある。

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