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数学 中学生

解説と式、考え方を教えて貰っても良いでしょうか🙇🏻‍♀️🙇🏻‍♀️

CO 5.AさんとBさんが運動会の大玉転がし競争にペアで出場することになった。 この競争のルールは次の通りで ある。 <ルール> ① 2人は、はじめ地点Sにいる。 ② 赤玉1個、青玉1個、白玉1個の合計3個の大玉を、地点Sから112m離れた地点Gま ですべて転がして運べばゴールとなる。 ③ 1人が一度に転がすことのできる大玉は1個である。 ④ 2人が同時に1個の大玉を転がすことはできない。 ⑤ 途中で大玉を転がす人が交代してもよい。 大玉を転がさない状態で走る速さはAさんが秒速6m, Bさんが秒速4mである。 2人はどのように大玉を転 がすと最も早くゴールできるのかを話し合った。 スタートの合図と同時にAさんが赤玉, Bさんが青玉を転が しはじめることとして、以下の【方法1】 ~ 【方法3】 を考えた。 図1〜図3はそれぞれの方法について, スタートの合図からの時間を秒地点Sからの距離をyとして,xとy の関係をグラフに表したものである。 図の実線はAさん, 点線はBさんの動きをそれぞれ表す。 あとの問いに答えなさい。 (加古川東) MASA 【方法1】Aさんは赤玉を地点Gまで転がす。そのあと地点Sまで戻り、白玉を んは青玉を地点Gまで転がす。 図1 地点 G······ 112 450AAROMH342AUCERS24.E W 地点 S.... y (m) 図2 O 地点 G...... 112 地点 S・・・ y (m) 28 【方法2】Aさんは赤玉を地点Gまで転がしたあと, 地点Sに戻る途中でBさんから青玉を受け取り,地 点Gまで転がす。BさんはAさんに青玉をわたしたあと地点Sまで戻り, 白玉を転がす。 Aさ んは地点Gまで青玉を転がしたあと,地点Sに戻る途中でBさんから白玉を受け取り,地点G まで転がす。 0 白玉を地点Gまで転がす。Bさ 28 (2) 56 約75 45041 SUDA1082E.JS(CA](2) -13- x (秒) x (秒) 85

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数学 高校生

(1)(2)の問題は円順列ですが、(3)の問題だけ数珠順列なのでしょうか? 円順列の場合回転して同じになるものを引けばいいので、(3)(ⅱ)の黒玉2つの間が(赤・赤・白)(赤・白・赤)(白・赤・赤)の3つの場合は180度回転したら同じになるので、15-3ではないですか?

例題 824 8個の玉を円形に並べるとき, 次の各場合について, 並べ方はそれぞれ何通り あるか. (1) 8個の玉の色がすべて互いに相異なるとき. (2) 赤玉4個,白玉が3個, 黒玉が1個のとき. xx (3) 赤玉4個, 白玉が2個, 黒玉が2個のとき. アプローチ] 円順列では,回転して一致するものは同じ順列とみなします.したがって, 並べ るもののうちの1つを特定できる場合は,それを固定して,残りの並べ方を普通の 順列として考えることができます。 (1), (2)はこの発想だけで簡単に解決できますが、 ■解答 (1)8個のうち任意の1個の位置を固定すると, 並べ方はその1 個から右まわりに残り7個を並べることに対応する。 よって, 求める場合の数は 7!=5040 (通り) (2) 黒玉が1個であるから, この位置を固定すると,残りの7個 をそこから右まわりに並べる場合の数と一致する. よって, 求 める場合の数は 7C4=35 (通り) (3) 2つの黒玉の間にある玉の個数の多くない方をん (0≦k≦3) とするんで分類する. (i) k≦2のとき: 2つの黒玉をk個離して並べ, そのうちの一 方を指定しておくと, この場合の並べ方はそこから残り6個 をあいている所に右まわりに並べることに対応する. よって 場合の数は 64=15 (通り) (i) k=3のとき: (i) と同様に黒玉の片方を指定して,そこか ら残り6個を右まわりに並べる方法は15通りある. 回転で 移り合うとすれば黒玉の配置より180°回転であるが, 自分 自身に移り合うのは黒玉の間の玉の配列がともに右まわりで 赤赤白,赤白赤,白赤赤のいずれかになっている場合である. よって、 場合の数は (15-3)÷2+3=9 (通り) (i), (ii) あわせて 3×15+9=54 (通り) 注 (3) の(ii)が納得できない人は, 実際に図をかいてみると良い. それができる人も偉い! 7か所から赤玉を おく4か所の選び 方. | 上と同様 ( ○ : 黒以外の玉) 1k≦2 なるkは3 通り.

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