場合の数の問題
10 円玉、50 円玉、100 円玉がそれぞれ十分にたくさんあります。これらを使って、600 円をおつりが出ないようにちょうど支払います。ただし、10 円玉、50 円玉、100 円玉のどれも少なくとも 1 枚は使うことにします。支払い方は、全部で何通りありますか。
この問題で使うもの
- 硬貨での支払い方(説明と入口の問題)
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
「どれも少なくとも 1 枚使う」という条件は、先に 1 枚ずつ使ってしまうと考えると、残りの金額を自由に払う問題になります。
ヒント 2
1 枚ずつ使った残りは 440 円です。100 円玉の枚数で場合分けし、50 円玉の枚数が決まれば 10 円玉の枚数は自動的に決まることを使いましょう。
ヒント 3
100 円玉が 枚のとき、残り 440 円で 50 円玉は 〜 枚の 9 通りです。100 円玉が 枚、 枚、…のとき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
どの硬貨も少なくとも 1 枚は使うので、はじめに 10 円玉、50 円玉、100 円玉を 1 枚ずつ使うことにします。これで 円になるので、残りの
を、3 種類の硬貨で自由に(使わない種類があってもよいとして)支払う方法を数えればよいことになります。
440 円のうち 100 円玉で払う金額で場合分けします。100 円玉は 枚から 枚まで使えます。残りの金額を 50 円玉と 10 円玉で払うとき、50 円玉の枚数を決めると、残りは 10 円の倍数なので 10 円玉の枚数は 1 通りに決まります。よって、50 円玉の枚数が何通りあるかを数えればよいです。
- 100 円玉 枚: 残り 440 円。50 円玉は 〜 枚の 9 通り
- 100 円玉 枚: 残り 340 円。50 円玉は 〜 枚の 7 通り
- 100 円玉 枚: 残り 240 円。50 円玉は 〜 枚の 5 通り
- 100 円玉 枚: 残り 140 円。50 円玉は 〜 枚の 3 通り
- 100 円玉 枚: 残り 40 円。50 円玉は 枚の 1 通り
したがって、支払い方は
です。
別解
600 円を 10 円玉、50 円玉、100 円玉で払います。10 円を 1 つの単位として考えると、600 円は 60 単位で、50 円玉は 5 単位、100 円玉は 10 単位、10 円玉は 1 単位です。
100 円玉の枚数で場合分けします。10 円玉と 50 円玉が少なくとも 1 枚ずつ必要なので、100 円玉は最大 5 枚です(6 枚だと 600 円になってしまい、ほかを使えない)。
・100 円玉 1 枚: 残り 500 円。50 円玉は 1〜9 枚(9 枚で 450 円、残り 50 円を 10 円玉 5 枚)。10 円玉が 0 枚になる 10 枚は除く。9 通り。
・100 円玉 2 枚: 残り 400 円。50 円玉は 1〜7 枚(8 枚だと 10 円玉が 0 枚)。7 通り。
・100 円玉 3 枚: 残り 300 円。50 円玉は 1〜5 枚。5 通り。
・100 円玉 4 枚: 残り 200 円。50 円玉は 1〜3 枚。3 通り。
・100 円玉 5 枚: 残り 100 円。50 円玉は 1 枚(残り 50 円を 10 円玉 5 枚)。1 通り。
合計 通り。
検算: 100 円玉 2 枚、50 円玉 7 枚のとき 円で、10 円玉 5 枚で 600 円。条件に合います。