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場合の数と確率の問題

難易度 2教科書の章末問題レベル数学A 場合の数と確率

方程式 を満たす正の整数の組 のうち、 がすべて奇数であるものは何組あるか。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(6 技能)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 樹形図で数え上げる
  2. 積の法則と和の法則
  3. 和の法則・積の法則と樹形図
  4. 順列・円順列・重複順列
  5. 組合せ
  6. 同じものを含む順列・重複組合せ

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

奇数という条件をそのままでは扱いにくいので、0 以上の整数を使って を表し直してみましょう。

ヒント 2

( は 0 以上の整数)とおいて、方程式を についての式に書き換えましょう。

ヒント 3

代入して整理すると になります。0 以上の整数解の個数は、○と仕切りの並べ方(重複組合せ)で数えられます。

答えと解説

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解説を読む

は正の奇数なので、0 以上の整数 を用いて

と表せます。逆に、0 以上の整数 を 1 組選ぶと、正の奇数の組 がちょうど 1 組決まります。つまり、この 2 種類の組は 1 対 1 に対応しています。

これを方程式に代入すると



となります。

したがって、求める組の個数は、 を満たす 0 以上の整数の組 の個数に等しくなります。

これは 3 種類のものから重複を許して 6 個取る重複組合せの数です。6 個の「○」と 2 本の仕切り「|」の並べ方として数えると

です。

よって、求める組は 組です。

別解

( は 0 以上の整数) とおく。すると より 。

0 以上の整数解の個数は重複組合せで 組。

検算: のとき で 7 組、 で 6 組、 で 5 組、 で 4 組、 で 3 組、 で 2 組、 で 1 組。合計 。

よって 28 組。

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