第252問の解答


1.問題 場合の数

あるパーティに男性5名女性5名参加しました。

この10人はそれぞれ、参加者の異性の1人好きになっており、しかもどの参加者も1人の異性好かれているそうですが、残念ながら両想いは一組もないそうです。

では、このような関係は何通り考えられるでしょうか。

2.解答例1TORAさん、高橋道広さん、ちえんかん#2期さん、Michaelさん、ミミズクはくず耳さん、M.Hossieさん、小西孝一さん、他多数)

男性M1、M2、・・、M5女性F1、F2、・・、F5とします。
MmFnを好きだことを、MmFnと表すことにします。

M1F3M2F4→・・・、というように好きな異性を次々と並べていくと、M1を好きな女性も1人いるので、最後はM1に戻ってきます。

また、このとき男性、女性とも好きな異性1人ずついることから、それぞれ同数いることになります。

そこで、男、女n人ずついる場合をn組連鎖と呼ぶことにします。

参考図1

10人の男女では、5組連鎖3組連鎖+2組連鎖2ケースが考えられます。1組連鎖がありえないので、1組連鎖+4組連鎖などはあり得ません)

(1)5組連鎖の場合

M1が選べる女性は、F1〜F55通り、(例1:F3
F3が選べる男性は、M1以外の4通り、(例1:M2
M2が選べる女性は、F3以外の4通り、(例1:F4
  ・・・
となり、合計
(5×4)×(4×3)×(3×2)×(2×1)×(1×1)=2880通り
あります。

(2)3組連鎖+2組連鎖の場合

参考図2

  • 3組連鎖のとき
    5組連鎖と同様にして、(3×2)×(2×1)×(1×1)=12通り

  • 2組連鎖のとき
    同様にして、(2×1)×(1×1)=2通り

となります。

このとき、3組連鎖に入る男女の組み合わせは、それぞれ5C3=10通りあり、残りの2組連鎖の組み合わせは自動的に決まります。

従って、3組連鎖+2組連鎖の場合は、
 合計10×10×12×2=2400通り
となります。

 

以上から、求める場合の数は、総計2880+2400=5280通りとなります。

答:5280通り

以上


3.解答例2医学部性さん、数楽者さん、noetherさん、トトロ@Nさん、ヒデー王子さん、中村明海さん、長野美光さん、BossFさん、他)

まず男性がそれぞれ好きな女性を選ぶ選び方を考えます。

参考図3

M1が選べる女性は、F1〜F55通り、(例4:F3
M2が選べる女性は、F3以外の4通り、(例1:F4
  ・・・
となり、合計
 5×4×3×2×1=120通り
あります。

次に、女性好きな男性を選ぶ選び方は、それぞれ自分を好きな男性以外を選ぶことになるので、いわゆる5次の完全順列攪乱順列ともいう)と考えられるので、44通りとなります。

従って、合計120×44=5280通りとなります。

 

(参考)完全順列攪乱順列)について(詳しくは類題:第212回問題を参照)

1、2、・・、n を一列に並べる順列のうち、 任意のk(1≦k≦n)に対して、 k番目kでないような順列のことをn次の完全順列といいます。

参考図4