第330問の解答
問題 [場合の数(最短経路)]
左図のような碁盤の目状の道路があります。 いま、A地にいるマサル君はB地に、X地にいるトモエさんはY地に、それぞれ最短距離で進むものとします。
このとき、2人が通った道筋が途中で交わったり、同じ点や道を通ったりしないような2人の進み方は何通りあるでしょうか。
解答例1
長野 美光さん、おかひで博士さん、sugitakukunさん、toyoさん、うっしーさん、Nonさん、Banyanyanさん、トトロ@Nさん、みっちん。さん、ponta55555さん、ミミズクはくず耳さん、をめがさん、有無相生さん、ふじさきたつみさん、ステップ ばい ステップさん、ねこやんさん、フランク長いさん、sodoさん、 他
2人とも、3×3の格子上の最短経路を進むので、それぞれ3+3C3=20通りあります。
そこで、マサル君の最短経路20通りのそれぞれについて、
これと共通点を持たないトモエさんの最短経路を数えることにします。
上図のようになりますので、
合計=(1+2+3+4+3)+(5+7+6+9+10)+(4+7+10+9+14)+(16+10+16+19+20)
=175通り
となります。答: 175通り
以上
解答例2
マサルさん、CRYING DOLPHINさん、まるケンさん、 他
A→B、X→Yで共通点を持つ最短経路(タイプI)とA→Y、X→Bの最短経路(タイプII) の数は等しいことを示します。
タイプIの任意の最短経路について、最初に2人の経路が共通となる点をPとします。
このとき、A→P→YはA→Yの最短経路、X→P→BはX→Bの最短経路となるので、
タイプIの経路数≦タイプIIの経路数 ・・・ (1)また、タイプIIの任意の最短経路について、A→Yの経路に関してXとBは反対側にあるので、
A→YとX→Bの最短経路は、必ず共通点を持ちます。初めて共通となる点をPとすると、A→P→BはA→Bの最短経路、X→P→YはX→Yの最短経路となるので、
タイプIIの経路数≦タイプIの経路数 ・・・ (2)(1)、(2)より、タイプIの経路数=タイプIIの経路数 が示されます。
さて、A→B、X→Yの最短経路数は、それぞれ3+3C3=20通りなので、合計20×20=400通り。
また、A→Y、X→Bの最短経路数は、それぞれ4+2C2=15通りなので、合計15×15=225通り。(タイプII)
求める経路数=400−225=175通りとなります。
(その他の解法)
- 共通点を持つ経路を除く ・・・ 拓パパさん、 他
共通エリアの9点について、初めてその点で共通となる経路数225通りを、全体の400通りより除くと175通り。- プログラムで計算 ・・・ Taroさん、高田修成さん、他