質問<2968>2006/2/19
from=チャゲ
「場合の数」


「a,a,a,b,b,c,c,d,e,fの10ヶの文字から
 5文字を選んで1列に並べる方法は何通りあるか」

わかりません。
御理解のある方、宜しくお願いいたします。

★希望★完全解答★

お便り2006/2/21
from=/で


スマートでエレガントな解答に大変興味があります。
正答かどうかまったく自信ありませんが、愚直に考えてみました。

1)aを3個使う場合
2)aを2個使う場合
3)aを1個使う場合
4)aを一つも使わない場合
で場合わけして考えてみました。

1)aを3個使う場合
  aaa○○
  aa○a○
  aa○○a
  a○aa○
  a○a○a
  a○○aa
  ○aaa○
  ○aa○a
  ○a○aa
  ○○aaa
の10通りの異なる並び方があります。
(計算では、5つの場所から3個を選ぶコンビネーションですから 
5C3=5*4*3/(3*2)=10)

残り2個の並び方は、
 1-1)b、c、d、e、fから2つ使う(b,cはそれぞれ多くとも1つしか選ばない)
  場合で、一つ目にb~fの5通り、それぞれに対して二つ目には残り4通りあり
  ますから
   5*4= 20通り
 1-2)bbまたはccと選ぶ場合で 2通り
1-1、1-2を合わせた 20+2= 22通りが、10通りそれぞれに対してあるので、
 10*22= 220通り ・・・・・・(1)

2)aを2個使う場合
aの異なる並び方は、5C2で10通り。(図は1のaと○を取り替えたものなので略
します)

残り3個の並び方で、
 2-1)bを2個使う場合
    bb○
    b○b
    ○○b
  の3通りそれぞれに対して、残り1個をc,d,e,fから1つ選ぶ4通りが
あるので
    3*4= 12通り
 2-2)cを2個使う場合
  2-1 と同様で 12通り
 2-3)bもcも多くとも一つしか使わない場合
  一つ目にb~fの5通り、それぞれに対して二つ目に残り4通り、さらに
  それぞれに対して三つ目は残り3通りありますから
    5*4*3= 60通り
ここでも、2-1、2-2、2-3を合わせた 12+12+60= 84通りが、10通りそれぞれ
に対してあるので、
 10*84= 840通り ・・・・・・(2)

3)aを1個使う場合
  a○○○○
  ○a○○○
  ○○a○○
  ○○○a○
  ○○○○a
の5通りの異なる並び方があり、(5C1=5)
残り4個の並び方は、
 3-1)bを2個使う場合
    bb○○
    b○b○
    b○○b
    ○bb○
    ○b○b
    ○○bb
  の6通り(=4C2=4*3/2)それぞれに対して、
  3-1-1)cを2個使う場合 → 1通り
  3-1-2)cを多くとも1個しか使わない場合
    一つ目にc,d,e,fの4通り、それぞれに対して二つ目に残りの
    3通りがありますから、
     4*3= 12通り
  3-1-1、3-1-2を合わせた 1+12= 13通りが、6通りそれぞれに対してあるので、
   6*13= 78通り
 3-2)cを2個使う場合
 3-1同様に6通りの異なる並び方それぞれに対して、
  3-2-1)bを2個使う場合 → すでに3-1-1で数えている
  3-2-2)bを多くとも1個しか使わない場合 → 3-1-2同様で 12通り
  これらが6通りそれぞれに対してあるので、
   6*12= 72通り
 3-3)bもcも多くとも一つしか使わない場合
   一つ目にb~fの5通り、二つ目に残り4通り、三つ目に残り3通り、
   四つ目に残り2通りがそれぞれにありますから、掛け合わせて
    5*4*3*2= 120通り
3-1、3-2、3-3を合わせた 78+72+120= 270通りが、5通りそれぞれに対して
あるので、
 5*270= 1350通り ・・・・・・(3)

4)aを一つも使わない場合
 4-1)bを2個使う場合
 5C2= 10通りの異なる並び方があるが、残り3個の並び方で
  4-1-1)cを2個使う場合
      cc○
      c○c
      ○○c
    の3通りそれぞれに対して、残り1個はd~fの3通りあるので
     3*3= 9通り
  4-1-2)cを多くとも一つしか使わない場合
    一つ目にc~fの4通り、二つ目にに残りの3通り、三つ目に残りの
    2通りがそれぞれあるので、掛け合わせて
     4*3*2= 24通り
  4-1-1、4-1-2を合わせた 9+24= 33通りが、10通りそれぞれに対して
  あるので、
   10*33= 330通り ・・・・・・(4)

 4-2)cを2個使う場合
 4-1同様、10通りの異なる並び方に対して、残り3個の並び方を考える。
  4-2-1)bを2個使う場合 → 4-1-1ですでに数えている
  4-2-2)bを多くとも一つしか使わない場合 → 4-1-2同様 4*3*2= 24通り
  4-2-1、4-2-2、を合わせた 24通りが、10通りそれぞれに対してあるので、
   10*24= 240通り ・・・・・・(5)

 4-3)bもcも多くとも一つしか使わない場合
  一つ目にb~fの5通り、以下4、3、2通りあるので、掛け合わせて、
   5*4*3*2= 120通り ・・・・・・(6)

以上、(1)~(6)ですべての異なる並び方を数えた(と思う)ので

  220+840+1350+330+240+120= 3100通り