【質問】数学(順列):同じ物を含むじゅず順列

〔質問〕
白玉が4個、黒玉が3個、赤玉が1個をひもに通し、輪を作る方法は何通りあるか求めよ。
答えに 3+(35-3)÷2 と書いてたのですがこの式の意味を教えてください。
〔回答〕
じゅず順列(円順列に対して、裏返すことも考慮に入れるもの)の問題で、区別がない物を扱う際は、「左右対称かどうか」を考慮する必要があると覚えておいてください。

まず、通常のじゅず順列では玉がすべて区別されていると思いますが、裏返して同じになるパターンが出てしまうため、2で割るという計算をする必要があるわけです。

それに対して、今回の問題の場合は、以下のような2つに場合分けする必要があるのです。
 
(1)左右非対称タイプ
この2つは円順列では別物扱い、つまり「2通り」でカウントされているが、じゅず順列では「1通り」扱いになるため、2で割る必要がある

 
(2)左右対象タイプ
円順列の段階ですでに1通りでカウントされているため、これ以上割る必要がない(重複するような相手がいない)

 
今回の問題の場合、(2)のタイプが「3通り」あります(これは自分で確認してみてください)ので、それはそのまま3通り。残り「32通り」分が(1)タイプでしたので、これだけを2で割っていう、ということです。

 

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