第117問の解答


問題[場合の数]

縦1列に並べられた8個のイスがあります。
このイスに、男子3人女子5人の合わせて8人の子供が、前から順に1人ずつ座っていきます。
座り終わったときの男女の順番は、何通りありますか?
ただし一番先頭は女子が座るものとし、その後も座り終わった男子の人数が座り終わった女子の人数よりも多くなることのないように座るものとします。


解答例1[イチイチ解法(格子上経路)]

浜直君さん、TORAさん、栗原、他

縦3×横5のマス目からなる格子上の経路図で考えます。

参考図1

左下隅を出発点、右上隅を到着点とする最短経路に対し、
 右に進む ⇔ 女が座る
 上に進む ⇔ 男が座る
のように対応させれば、男女の座り方と1:1に対応します。
ただし、題意より、45度の対角線より上にある経路は通れません。
 (上図の例では、 右右上右右上上 ⇔ 女女男女女男男女)

このような経路数の数え方は、
 1.出発点の格子上に1を記入
 2.通過可能な各格子点について、「左の格子点の数+下の格子点の数」を記入
としていくと、到着点の記入数が求める最短経路数となります。

このルールに従って計算すると、到着点の記入数は28となるので、最短経路数は28、
よって、求める男女の座り方も、28通りと求まります。

答  28通り

以上


(参考)カタラン数に関する過去問


解答例2[35-7]

mhayashiさん、明菜さん、他

参考図2

1.最初に女5人を配置し、その間の5カ所に重複を許して男3人を配置してみます
・・・ 5H3=5+3-1C3=7C3=35通り

2.上記より題意に不適な配置を除きます

(ア)女男男○○○○○ ・・・ ○5人のうち、1人は男=5C1=5通り

(イ)女男女男男女女女 ・・・ 1通り

(ウ)女女男男男女女女 ・・・ 1通り

従って、求める男女の座り方は、
 
35−(5+1+1)=28通り
と求まります。


解答例3[最初の4番目までの考察]

ゴンともさん、始 受験勉強君さん、 他

参考図3

1.最初に4人がすべて女の場合 
・・・ 残り4人のうち1人は女=4C1=4通り

2.最初の4人のうち、3人が女の場合
女女女男○○○○、女女男女○○○○、女男女女○○○○の3通り 
・・・ 残り4人のうち2人は女=4C2=6通り
  
合計=3×6=18通り

3.最初の4人のうち、2人が女の場合、5人目は女でなければならない
女男女男女○○○、女女男男女○○○の2通り 
・・・ 残り3人のうち1人は女=3C1=3通り
  
合計=2×3=6通り

従って、求める男女の座り方は、
 
4+18+6=28通り
と求まります。


(その他の解法)