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四つの面があるのでA,B,C,Dの順に4色で塗るとして考えます。
1色のみのとき
全ての面をAで塗る1通り
2色ちょうどのとき
底面をAで塗り残り3つの側面のうち少なくとも1つはBで塗るので3通り
3色ちょうどのとき
底面をAで塗り側面のうち2つをB,Cで塗る
残りの1つの側面をA,B,Cのいずれかで塗るので3通り
4色ちょうどのとき
底面をAで塗ると側面を残り三色で塗るのは円順列と同様に考えて(3-1)!=2通り
よって
(i)2色使うとき
2×1色のみ(1通り)+2色ちょうど(3通り)=5通り
(ii)3色使うとき
3×1色のみ(1通り)+3C2×2色ちょうど(3通り)+3色ちょうど(3通り)=3+9+3=15通り
(iii)4色使うとき
4×1色のみ+4C2×2色ちょうど+4C3×3色ちょうど+4色ちょうど=4+18+12+2=36通り
(iiii)10色使うとき
10C1×1色のみ+10C2×2色のみ+10C3×3色のみ+10C4×4色のみ=10+45×3+120×3+210×2=925通り
丁寧にありがとうございます!!!😭🙏🏻