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数学 高校生

写真の質問に答えてください!

364 基本例題 21 組分けの問題 (1) … 重複順列 6枚のカード 12 3 4 5 6 がある。 (1) 6枚のカードを組Aと組Bに分ける方法は何通りあるか。 ただし,各組に 少なくとも1枚は入るものとする。 (2) 6枚のカードを2組に分ける方法は何通りあるか。 基本20 (3) / 6 枚のカードを区別できない3個の箱に分けるとき, カード1,2を別々の 箱に入れる方法は何通りあるか。ただし、空の箱はないものとする。 指針 (1) 6枚のカードおのおのの分け方は, A,Bの2通り。 2通り →重複順列で ただし、どちらの組にも1枚は入れるから, 全部を -2 AまたはBに入れる場合を除くために ÷2 (2) (1) で, A, B の区別をなくすために (3) 3個の箱をA, B, C とし, 問題の条件を表に示すと、 右のようになる。 よって、 次のように計算する。 (3,4,56をA, B, C に分ける) (Cが空箱になる 3 4 5 6をAとBのみに入れる) CHART 12 ↑ A or B B (2) (1) A,Bの区別をなくして 3 4 5 6 ↑ or B 箱 カード 組分けの問題 0個の組と組の区別の有無に注意 A A A B C 1 2 3,4,5,6から少なくとも1枚 or or B BB (1) 6枚のカードを,A,B2つの組のどちらかに入れる方 | A,Bの2個から6個取 法は 2°=64(通り) る重複順列の総数。 解答 このうち, A, B の一方だけに入れる方法は 2通り よって, 組Aと組Bに分ける方法は 64-262 (通り) (2組の分け方)×2! = (A, B2組の分け方) 62÷2=31 (通り) (3) カード 1, カード2が入る箱を、 それぞれ A, B とし, (3) 問題文に「区別できな 残りの箱をCとする。 い」とあっても、カード 1が入る箱, カード2が 入る箱, 残りの箱, と区 別できるようになる。 Cが空となる入れ方は, A,Bの2個から4個取 る重複順列の総数ん 通 A,B,Cの3個の箱のどれかにカード 3,4,5,6を入 れる方法は 34通り このうち, Cには1枚も入れない方法は 24通り したがって 3'2'=81-16=65 (通り) 【練習 (1) 7人を2つの部屋 A, B に分けるとき,どの部屋も1人以上になる分け方は全 部で何通りあるか。 ③ 21 H (2) 4人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき,どの部屋も1人以上になる分け方は 全部で何通りあるか。 (3) 大人4人、子ども3人の計7人を3つの部屋 A, B, C に分けるとき、どの部屋 も大人が1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。 P.366 EX 18 1 重複順列,組分けの問題に関する注意点 前ページの例題21 やp.372 例題 25 のように, 組分けの問題には,いろいろなタイプがあ 問題の設定に応じて考えていく必要がある。 例題21では重複順列の考えを利用して り、 いるが、その内容について更に掘り下げて考えてみよう。 重複順列の考え方 異なるn個のものからr個取る重複順列の総数はn 222 (*)のnを単に公式として覚えているだけでは, nr を 通通通通通通 2 取り違えて,例えば (1) では, 26 でなく62としてしまうミス をしやすい。 よって、慣れないうちは指針の (1) にあるような図, または上の図の ように,各位置に何通りの方法があるかがわかるような図をかくとよい。 また,図をかくことで, 重複順列は,積の法則を繰り返し利用したものになって ていることがわかり, (*)の式の原理をしっかり理解するのにも役立つ。 BIO P この問題である。 1 2 3 TTTT↑ 組分けの問題での注意点1 組分けの問題では, 0 個となる組が許されるかどうかにまず注目しよう。 (1) では,「各組に少なくとも1枚は入る」 (0枚の組はダメ)という設定であるか ら,(組A :0 枚,組B:1~6の6枚) の分け方と(組A: 1~6の6枚組B: 0枚)の分け方を除く必要がある。ここで、仮に「1枚も入らない組があってもよ い」(0 枚の組も OK)という設定ならば、答えは28=64 (通り)となる。 なお,(2) では,一方の組に6枚のカードすべてを入れると組の数は1となり, 2組という条件を満たさない。すなわち, 問題文に断り書きはないが,「0枚の組 は許されない」という前提条件のもとで考えていくことになる。 (2) において ÷2 する理由 (1) の 62 通りの分け方のうち、 例えば (1) で は右の①,②の分け方は別のもの ( 2 通 り) である。 62 しかし, (2) では組 A,Bの区別がなくなる : から、①と②は同じもの (1通り) となる。 のうち組の区別をなくすと同じになるものが2通りずつあ しているのである。 A to tan りりりりりり 15 6 1 B 15 6 3 分け方を書き上げると、(1)では5通り (2)では3通りとなる。 365 : 分けの問題ではしかるものや組に区別があるかないかをしっかり見極める ことも重要である。 例えば、 例題 21 (1), (2) ではカードに区別があるが,仮にカー 結果固まったく異なるので、注意が必要である。 259の検討参照。 カードの枚数だけに注目し, 数え上げによって 1 嬉し 章 4 円順列・重複順列 まる。 数である 数である D, 1, -(m- の倍数 司であ EC 割っ 「公約 めるに する。 て です V= 法数 ゆるき が

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生物 高校生

問5〜問7の考え方を教えてください。

以下の文章I~ⅢIを読み, 各問いに答えよ。 2 I、ある地域に生息する交配可能な同種の集団がもつ遺伝子の全体を1という。この集団におい て,次の世代の個体が生まれた場合に属する対立遺伝子のすべてまたは一部が伝えられ,新たな ]がつくられる。 哺乳動物で、①集団の個体数が十分に多く、②交配が任意に行われ, ③2 が起こらず、④個体の移 出や移入がなく,⑤自然選択がはたらかなければ,その集団の対立遺伝子の遺伝子頻度は世代を経ても変 化しない。つまり,対立遺伝子Aとaの頻度をそれぞれ,gとすると(ただし+g=1),任意に行われる 交配(以降,任意交配とする)後の次世代の遺伝子型 AA, Aa, aa の頻度はそれぞれ3 5 4 となる。この世代のA遺伝子の頻度は23 + _4 =2pa遺伝子の頻度は 4 +25= 2gとなり,遺伝子頻度の割合は A:a=2p2g=p:gなので、前世代と同じになる。このような集団では, 6の法則が成り立っていることになる。 問1.文章中の1~6 に適切な語句または記号を入れよ。 ⅡI. ウシの毛色は、 ある常染色体上の遺伝子座に存在する2つの対立遺伝子 a* と ay の組み合わせによって 2種類 (黒白斑と赤白斑)に区別される。つまり、遺伝子型 a*a* と a*a" をもつ個体は黒白斑を示し,ava” の個体は赤白斑を示す。 6の法則が成り立っているウシの集団X, 集団Yまたは集団Zについて,各 毛色の個体数から, a と a の遺伝子頻度を求めた。 問2.下線部(ア)をもとに、2つの対立遺伝子 a* と a の優劣関係について15字程度で答えよ。 問3.集団Xにおける各毛色の個体の割合は次の表1に示すとおりであった。この結果から, 集団Xにおけ る a と a の遺伝子頻度を答えよ。 なお, 答えは四捨五入して小数点 以下第3位まで記せ。 ただし、2つの遺伝子頻度の和を1とする。 問4. 集団Yにおける a と の遺伝子頻度は, それぞれ0.900と0.100 であったとする。 このような集団Yから赤白斑を示す個体を取り除い た。その後に、任意交配を行った。 任意交配後の次世代における a の遺伝子頻度を答えよ。 なお、答えは四捨五入して小数点以下第3位 まで記し、計算過程もあわせて示すこと。 ただし、 2つの遺伝子頻度の和を1とする。 問5. 集団Zにおいて、個体数は2万頭, as av の遺伝子頻度は, それぞれ0.950と0.050であったとする。 このような集団Zに遺伝子型 ava の個体を移入した。 その後に、 任意交配を行った結果, 次世代における a と の遺伝子頻度は, それぞれ0.760と0.240となった。 集団Zに移入した遺伝子型 aa" の個体数を答 えよ。 計算過程もあわせて示すこと。 ただし, 移入した個体は雌雄同 数で集団Zの個体と同様の生存繁殖力をもつものとする。 III. ヒトの ABO式血液型は,ある常染色体上の遺伝子座に存在する 3 つの対立遺伝子IA, IBIO の組み合わせによって4種類 (O型 A型, B型, AB型)に区別される。 つまり (1) 遺伝子型IIをもつ個体はO 型, IAIA IATOの個体はA型, IBIB IBIO の個体はB型, IAIB の個 体は AB型を示す。 ヒトのある集団について,各血液型の個体数から、 IA, IBIの遺伝子頻度をそれぞれ求めた。 問6. 下線部(イ)をもとに, 3つの対立遺伝子IA,B,Iの優劣関係につ いて40字程度で答えよ。 表1 ウシ毛色とその遺伝子型および, 集団Xにおける個体の割合 毛色 遺伝子型 個体の割合 99.19% 黒白斑 aaaa" 赤白斑 a'a" 0.81% 表2 ヒト ABO式血液型とその遺伝 子型および, ある集団における 個体の割合 血液型 遺伝子型 個体の割合 O型 IºIº 49% A型 15% B型 32% AB 型 4% IAIA. IATO I³I³, IBIO TAIB 7. 6の法則が成り立っているヒトのある集団では,各血液型の個体の割合は前ページの表2に示す とおりであった。その集団における IA, IB, I° の遺伝子頻度をそれぞれ答えよ。なお, 答えは四捨五入し て小数点以下第3位まで記せ。 ただし,3つの遺伝子頻度の和を1とする。

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