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数学 高校生

18.3 なぜ4で割るのですか??

324 基本例題 18 円順列・じゅず順列 (1) 異なる6個の宝石がある。 (1) これらの宝石を机の上で円形に並べる方法は何通りあるか。 (2) これらの宝石で首飾りを作るとき,何種類の首飾りができるか。 (3) 6個の宝石から4個を取り出し, 机の上で円形に並べる方法は何通りあるか、 重要 20 解答 (1) 6個の宝石を机上で円形に並べる方法は 6P=(6-1)!=5!=120(通り) 指針 (1) 机の上で円形に並べるのだから, 円順列と考える。 (2) 首飾りは、裏返すと同じものになる。 例えば, 右の図の並べ方は円順列としては異なるが, 裏返す と同じものである。 このときの順列の個数は、円順 列の場合の半分となる(下の検討参照)。 (3) 1列に並べると 6P4 これを,回転すると同じ並べ方となる4通りで割る。 いずれの場合も、基本となる順列を考えて、 同じものの個数で割ることがポイントとなる。 CHART 特殊な順列 基本となる順列を考えて同じものの個数で割る (2) (1) の並べ方のうち, 裏返して一致するものを同じものと考 (6-1)! えて = 60 (種類) 2 (3) 異なる6個から4個取る順列 P4 には、円順列としては同 じものが4個ずつあるから 6P4 4 練習 6.5.4.3 4 p.323 基本事項 -=90 (通り) 00000 @ 1つのものを固定して他の ものの順列を考えてもよい。 すなわち, 5個の宝石を1 列に並べる順列と考えて 5! B 一般に,異なるn個のもの からr個取った円順列の 総数は nPr ar 検討 じゅず順列 (2) の首飾りのように, 異なるいくつかのものを円形に並べ, 回転または裏返して一致するもの は同じものとみるとき, その並び方を じゅず順列という。 円順列の中には裏返すと一致する ものが2つずつあるから, じゅず順列の総数は円順列の総数の半分である。 すなわち、異なるn (n-1)! 個のもののじゅず順列の総数は である。 2 問題文に首飾り 腕輪 ブレスレット, ネックレスなど裏返すことができるものが現れた場合 には,じゅず順列を意識するとよい。 (1) 異なる色のガラス玉8個を輪にしてブレスレットを作る。 玉の並び方の異な るものは何通りできるか。 [9$ 31 [8] F (2)

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物理 高校生

(5)について質問です。なぜ力学的エネルギー保存で解くと摩擦力を考慮し、このような立式になるのかいまいち腑に落ちません。(3)は分かるのですが…

必解 31. <あらい板上の物体の運動〉 図のように、水平な机の上に直方体の物体Aを置 き、その上に直方体の物体Bをのせる。 B には物体 Cが, Aには物体Dが, それぞれ糸でつながれてお り、CとDは, 机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, D の質量は, そ れぞれ, 2m 〔kg〕, 3m 〔kg〕,m[kg], 2m 〔kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが、AとBとの間には摩擦力がはたらく。初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき,静かに手をはなして運動のようすを観測する。運動は紙 面内に限られるものとし,また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。 滑車はなめらかで軽く, 糸は軽くて伸び縮みせず, たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさを g 〔m/s2] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに,Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2) このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3)Dがん 〔m〕 だけ落下したときの, A,B,C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで,Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の, AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5) D がんだけ落下したときの, A,B,C,D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に, Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。 ただし,このときのAとBの間 の動摩擦係数を 1/3 として、次の問いに答えよ。 物体D (2m) 物体A(2m) 物体B(3m) 机 物体 C (m)

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