質問<3073>2006/4/9
from=ジョン
「数珠順列?」


よろしくお願いします 

今岡夫妻、金本夫妻、矢野夫妻の3組の夫妻が会食をする事になった。 

・食事の前に一列に並んで記念撮影をする時 

1,全ての夫妻が隣り合う並び方は何通り有るか 
2,男性が隣り合わない並び方は何通り有るか 

・円形のテーブルの周りに等間隔に座って食事をするとき 

1,向かい合っている人が必ず異性である座り方は何通りあるか 
2,途中で今岡夫妻のお子さんが習い事から帰ってきたので、いっしょに 
  食事をすることになったが、まだ小さいので今岡夫妻のどちらか一方の 
  隣りに席を追加したい。追加した後の座り方は何通りあるか。 

★希望★完全解答★

お便り2006/4/11
from=/で


今岡=I、金本=K、矢野=Y

【横一列】
I、K、Yの家族の並び方が3×2=6通り
それらのそれぞれに対して、I、K、Yの3家族それぞれに夫婦が入れ替わる
2通りの並び方があるので、さらに2を3回かけて
 6×2×2×2=48通り (答え)

男性が隣り合わないパターンは、まず左からI,K,Yの関係を維持して書き出すと、
 I○K○Y○
 I○K○○Y
 I○○K○Y
 ○I○K○Y
の4パターン。
このそれぞれに対して、I,K,Yの並び方が3×2=6通りあり、
さらにそれらのそれぞれに対して、奥様方の並びが3×2=6通りあるので、
 4×6×6=144通り (答え)

【円形のテーブル】
向かい合っている人が必ず異性となるのは、
 1)同性が3人並ぶ
 2)同性が一人置き(=男女男女… と男女が交互)
のどちらかの場合です。
1)の場合、例えば時計の12時、2時、4時の位置に男性の場所を固定
すると、I,K,Yの並び方で3×2=6通りあり、これらは回転すると同じに
なるということはありません。
さらに、それらのそれぞれに対して、奥様方の並びが3×2=6通りありますから、
 6×6=36通り ………(1)
2)の場合、例えばまず12時の位置に男性のIを固定すると、4時と8時の
位置にそれぞれK,Yが入るのと、入れ替えてY,Kが入る2通りがあります。
これらは回転しても同じになりません。
次に、12時の位置をYに変えると、I,Kがどちらにあっても、今度は最初の
12時の位置にIが入る2通りのどちらかが回転しただけで相対関係は変わりません。
Kが12時の位置の場合も同様です。したがって男性の位置関係から2通り。
この2通りそれぞれに対して、女性の位置関係は3×2=6通りあり、今度は
男性が決まっていることから、これらは回転しても同じになることはありません。
よって、
 2×6=12通り ………(2)
(1),(2)を合わせて、48通り (答え)

6人の円卓の座り方は、6!通りに対して回転して同じになるパターンが6通り
あるので、6!÷6=120通りあります。
(1人をどこかに固定して残り5人の順列=5!と考えてもよい)
ご子息はI夫妻それぞれの左右、つまり4箇所に座ることができますから、
120×4=480通りの並び方になります。
ところが、I夫妻が並んで座っている場合、ご子息がI夫の右(左)とI妻の左(右)に座ることは
同じで、480通りには重複するパターンが含まれています。
つまり、I夫妻が並んで座る場合を数え上げ、それらを引けばよいことになります。
I夫が12時の位置に座っているとして、I妻は2時か10時の位置に座っているのですが、
2時の位置にいる場合を考えて2倍すればよいですね。
残り4席の座り方から4!=24通りと計算できますから、I夫妻が並んで座るのは
24×2=48通りあるとわかります。よって求める答えは480-48=432通り(答え)