第152問の解答


1.問題 [場合の数]

、B、C、D、Eの5つの文字を左から順に1個ずつ選んで並べていきます。
(同じ文字は選べません)
このとき、すでに並べている文字の中に、置こうとする文字よりもアルファベット順で後になるものがいくつあるかを数え、その数を記録しておきます。
 例えば、B、E、A、C、Dと順に並べると、記録した数字は、0、0、2、1、1となります。

さて、5個文字を並べ終わったときに記録されている数字の和奇数となるような並べ順は、何通りあるでしょうか。


2.解答例1( 高橋道広さん、まるケンさん、ヒデー王子さん、中村明海さん、あまれっとさん、素人では最年長?さん、他多数)

5個文字を並べる方法は、5!=5×4×3×2×1=120通りあります。

このうち、最初の2文字が同じもの(例えばA、B、*、*、*)を1まとめにして考えると、全部で5×4=20組、そして1組にはそれぞれ3×2×1=6通りの並べ方があります。

この20組A、B、*、*、*およびB、A、*、*、*のように最初の2文字がちょうど入れ替えたものとなる2組ペアにして考えます。このようなペアは、20/2=10ペアあります。

さて、任意のペアX、Y、*、*、*およびY、X、*、*、*について考えます。
(ただし、よりアルファベット順で前にあるとします)

後ろの3文字が同じU、V、Wのとき、X、Y、U、V、WおよびY、X、U、V、Wでは、U、V、Wを並べるときに記録する数字は同じです。
また、X、Yでは0、0、そしてY、Xでは0、1となりますから、記録した数字の和は一方が奇数で、もう一方が偶数となります。

従って、X、Y、*、*、*の6通りで記録した数字の和奇数のものがn1偶数6−n1通りとすると、Y、X、*、*、*では逆に偶数のものがn1奇数6−n1通りになります。(n1=3なのですが、そのことを今回は使いません)

すると、このペア全体では、奇数、偶数ともn1+(6−n1)=6通りになります。

(例)
参考図1

全部で10ペアあったのですから、記録した数字の和奇数のものは合計6×10=60通りとなります。

 

答:60通り

以上


他の解法としては、
 ・置換の問題に帰着する:noetherさん、ふぇるまーさん、あんみつさん
 ・帰納法によるもの:みずなぎさん、けむしろうさん
 ・数え上げによる:AUさん、有無相生さん、年中行灯さん
があります。