場合の数の問題
, , , , の数字が 1 つずつ書かれた 5 枚のカードがあります( のカードは 2 枚あります)。この中から 4 枚を選んで横一列に並べ、4 けたの整数を作ります。ただし、いちばん左(千の位)に のカードを置くことはできません。作ることのできる 4 けたの整数のうち、 の倍数は何個ありますか。
この問題で使うもの
- 数字のカードで整数を作る(説明と入口の問題)
- 積の法則と和の法則(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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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
の倍数かどうかは、下 2 けたを見ればわかります。まず下 2 けたになれる数を考えましょう。
ヒント 2
一の位は か です。カードで作れる下 2 けたのうち の倍数になるのは , , の 3 つです。それぞれの場合に残るカードを書き出しましょう。
ヒント 3
下 2 けたが のとき残りは で、千の位に は置けないので 個、下 2 けたが のとき残りは で 個です。残りの の場合も同じように数えましょう。
答えと解説
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解説を読む
ある整数が の倍数になるのは、下 2 けた(十の位と一の位でできる 2 けたの数)が の倍数になるときです。
下 2 けたの候補を調べる
一の位は偶数なので、 か です。カードを使って作れる下 2 けたのうち、 の倍数になるものを探します。
- 一の位が のとき: , , のうち の倍数は だけです。
- 一の位が のとき: , , , のうち の倍数は と です( は 、 は でわり切れません)。
よって、下 2 けたは , , の 3 通りです。
それぞれの場合で、千の位と百の位の決め方を数える
(1) 下 2 けたが のとき: 残りのカードは , , です。千の位は 以外なので か の 2 通り、百の位は残りの 2 枚から選ぶので 2 通りです。(個)
(, , , )
(2) 下 2 けたが のとき: 残りのカードは , , です。千の位は 3 通り、百の位は 2 通りなので (個)
(, , , , , )
(3) 下 2 けたが のとき: 残りのカードは , , です。千の位は か の 2 通り、百の位は 2 通りなので (個)
(, , , )
合計
よって、 の倍数は 個です。
別解
4 の倍数は下 2 けたが 4 の倍数になる数です。5 枚から 4 枚を選ぶとき、使わない 1 枚で場合分けします(2 のカード 2 枚は同じ数字なので、できる整数が同じなら 1 個と数えます)。
(ア) 0 を使わない(使う数字が 1, 2, 2, 3): 下 2 けたが 4 の倍数になるのは 12 と 32。12 のとき上 2 けたは 2, 3 の並べ方で 2 通り(2312, 3212)。32 のとき上 2 けたは 1, 2 の並べ方で 2 通り(1232, 2132)。合計 4 個。
(イ) 1 を使わない(0, 2, 2, 3): 下 2 けたが 4 の倍数になるのは 20 と 32。20 のとき上 2 けたは 2, 3 の並べ方で 2 通り(2320, 3220)。32 のとき上 2 けたは 0, 2 で、千の位が 0 は不可なので 2032 の 1 通り。合計 3 個。
(ウ) 2 を 1 枚だけ使わない(0, 1, 2, 3): 下 2 けたが 4 の倍数になるのは 12, 32, 20。12 のとき上 2 けたは 0, 3 で 3012 の 1 通り(0312 は不可)。32 のとき上は 0, 1 で 1032 の 1 通り。20 のとき上は 1, 3 で 1320, 3120 の 2 通り。合計 4 個。
(エ) 3 を使わない(0, 1, 2, 2): 下 2 けたが 4 の倍数になるのは 12 と 20。12 のとき上は 0, 2 で 2012 の 1 通り。20 のとき上は 1, 2 で 1220, 2120 の 2 通り。合計 3 個。
全部で 個。
確かめ: 14 個を書き出すと 2312, 3212, 1232, 2132, 2320, 3220, 2032, 3012, 1032, 1320, 3120, 2012, 1220, 2120。どれも下 2 けたが 12, 32, 20 で 4 の倍数であり、重なりもありません。