数学
高校生
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Cの3人に分けると なくとも一つは球をもらうも! 304 9/30X 3/25× 基本 例題 30 整数解の組の個数 (重複組合せの利用) 00000 (1) x+y+z=7 を満たす負でない整数解の組 (x, y, z) は何個あるか。 (2) x+y+z=10 を満たす正の整数解の組 (x, y, z) は何個あるか。 p.294 基本事項 3.基本29 CHART & THINKING 整数解の組の個数 ○と仕切りの活用 (1) 直接数え上げるのは大変である。 問題を読みかえて, x, y, z の異なる3個の文字から 重複を許して7個の文字を取り出すと考えよう。 すなわち 7個のと2個の仕切りの 順列を考え、 仕切りで分けられた3つの部分の○の個数を,左から順に x, y, zとする。 例えば 〇〇〇一〇〇一〇〇には がそれぞれ対応する。 (x, y, z)=(3,2,2) ○○には (x, y, z)=(0, 2, 5) (2)x,y,zが正の整数であることに注意。 (1)の考え方では0となる場合も含むから x-l=X, y-1=Y, z-1=Zは? とおき, 0 であってもよい X≧020Z0 整数解の場合 ((1) と同じ)に帰着させ る。 これは, 10 個の○のうち, まず1個ずつをx, y, z に割り振ってから, 残った7個の ○と2個の仕切りを並べることと同じである。 また,別解のように、10個の○と2個の仕切りを使う方法でも考えてみよう。 解答 (1) 求める整数解の組の個数は, 7個の○と2個のを1列 に並べる順列の総数と同じであるから 9C7=9C2=36 (個) (2) x-1=X, y-1=Y, z-1=Z とおくと X≧0, Y≧0,Z≧0 このとき, x+y+z=10 から AQUARIUM×ARI alog 別解 求める整数解の組の 個数は, 3種類の文字 x zから重複を許して7個 る組合せの総数に等しいか ら 3H7=3+7-1C=C 7/20 要 例題 31 次の条件を満た (1) 0<a<b< CHART & T 大小関係が条件 (1) 条件を満たす 4個の数字 (2) (2) =9C2=36(個) (X+1)+(Y+1)+(Z+1)=10 ←x=X+1,y=Y+1, よって X+Y+Z=7, X≧0, Y≧0,Z≧0 求める正の整数解の組の個数は、 A を満たす 0 以上の整数 解 X, Y, Zの組の個数に等しいから (1) の結果より 36個 別解 10個の○を並べる。 ○○ (A) z=Z+1 を代入。 [別 このとき,○と○の間の9か所から2つを選んで仕切りを 入れ A|B|C 例えば 00100000 としたときの, A, B, C の部分にある○の数をそれぞれx, y, zとすると,解が1つ決まるから C2=36 (個) 1000 PRACTICE 30 3 ③ (1)x+y+z=9 を満たす負でない整数解の組 (x, y, z) は何個あるか。 (2)x+y+z=7 を満たす正の整数解の組 (x,y,z) は何個あるか。 P RACI 次の条件 (1) 04 は (x,y,z)=(2,53 ) を表す。

回答

✨ ベストアンサー ✨

※はじめに、(1)の考え方は分かっている前提で解説を書きます。
問題の流れ的にも(1)と同じように(2)を解きたいところです。
では(1)と(2)の大きな違いは何か
→(1)は「負でない整数の組(x、y、z)」に対し、(2)は「正の整数の組(x、y、z)」と書かれています。
言い換えると(1)は「0以上の整数」で、(2)は「自然数(つまり1以上の整数)」という風になります。
これを踏まえた上で、「CHART&THINKING」の(1)の「例えば」の2つ目の例を見てください。
(1)のように考えると、例にあるx=0となるような組もカウントされます。
しかし、(2)は自然数(つまり、0を含んではいけない)なので、(1)の考え方をそのまま(2)に適用するのは無理です。
そこで、x、y、zに対して、X=x-1、Y=y-1、Z=z-1と新たに文字で置いてみます。
このように文字を置くと、x、y、zは1以上の整数だったので、X、Y、Zは、0以上の整数となります。
また、x、y、zが決まれば、X、Y、Zも1つに決まり、X、Y、Zが決まれば、x、y、zも決まるため、x、y、zと、X、Y、Zは1対1で対応していることがわかるため、(x、y、z)の組の個数と(X、Y、Z)の組の個数はひとしくなります。
よって、X=x-1、Y=y-1、Z=z-1を変形すると、x=X+1、y=Y+1、z=Z+1となるので、x+y+z=10に代入すると、
X+1+Y+1+Z+1=10
→X+Y+Z=7
と変形できるため、あとはこれを満たす(X、Y、Z)の組を(1)と同様に解けばいいという感じです。

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回答

(2)はx≧1,y≧1,z≧1ですよね。この状態だと(1)の考え方は0を含んでいる時限定なので使えないです。だが(1)の考え方を使いたい。

そこでx-1=X,y-1=Y,z-1=Zと置いてあげると、X,Y,Zは0を含む負でない整数となります。こうすると(1)の考え方が使えるようになります。
要するに無理やり(1)と同じ考え方を使えるようにするための作業です。

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