第285問の解答
問題 [平面図形]
次の条件を満たす2ケタ以上の整数はいくつあるでしょうか。 [条件]どの位の数字をとっても、その右側にあるどの数よりも大きい。
解答例・・・今回は、解説風にしてみました。
条件を満たすn桁の整数(2≦n≦10)は、10個の整数0、1、・・・、9からn個選んで数字の大きい順に並べたものと1対1に対応します。
従って、10個のものからn個選ぶのは、10Cn=10!/(10-n)!n!と表されるので、求める個数は、
10C2+10C3+・・・+10C10 ・・・ (1)
=45+120+・・・+1
=1013個
となります。
直接(1)式を計算した方(手計算またはEXCELなど) ・・・
長野美光さん、トトロ@Nさん、Miki Sugimotoさん、AЯCさん、ミミズクはくず耳さん、辻。さん、プラスアルファさん、あまれっとさん、他
(1)式を2項定理を利用して計算した方 ・・・
Taroさん、noetherさん、Miki Sugimotoさん、中川幸一さん、きょえぴさん、N.Nishiさん、QPerさん、Parpunteさん、takuさん、萬田銀次郎さん、いごまるさん、他
10C2+10C3+・・・+10C10
=(10C0+10C1+10C2+10C3+・・・+10C10) −(10C0+10C1)
=210-(10+1)
=1024-11
=1013 個
(参考)2項定理
(x+y)n=nCnxn+nCn-1xn-1y+nCn-2xn-2y2+・・・+nC1xyn-1+nC0yn2項定理は、xn-kykの係数は、n個のxからk個選び、残り(n-k)個のyと掛け合わすことと考えることで導くことができます。
とくに、x=y=1、n=10のとき、
210=10C10+10C9+10C8+・・・+10C1+10C0
となります。
算数で考えた方 ・・・
高橋道広さん、ふじさきたつみさん、他
n桁の整数(0≦n≦10)は、10個の整数0、1、・・・、9からn個選ぶのは、
0を選ぶか選ばないの2通り×・・×9を選ぶか選ばないの2通り
=210=1024通りと求まります。これから、n=0の1通り、n=1の10通りを除くと1024-11=1013個と計算できます。
答:1013個
以上
(その他の解法)
・0が入るか否かで場合分け ・・・ C-Dさん他
(2^9−10)×2+9=1013
・樹形図を描いて規則性を見出す ・・・ M.Hossieさん他
1の桁に8をおくと、98の1通り。
1の桁に7をおくと、987,87,97の3通り。
こんな感じで書いていくと、規則性が分かってきて、2^k -1 通り。1の桁は8から0までの9通りあり、kは1〜9までだから、その合計を計算して、Σ[k=1,9] (2k - 1) = 1013 通り