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場合の数と確率の問題

難易度 3公立高校入試の標準レベル中学数学 場合の数と確率

座標平面上で、点 O から点 B まで、 座標と 座標がともに整数である点を順にたどって進む。 回の移動では、 座標を だけ増やす(右へ 進む)か、 座標を だけ増やす(上へ 進む)かのどちらかを行う。このような進み方のうち、点 P を通らないものは何通りあるか求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(3 技能)
算数中学高校大学大学院

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  1. 樹形図で数え上げる
  2. 積の法則と和の法則
  3. 道順の数

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

各点に、O からその点まで来る方法の数を書きこんでいく方法を使おう。

ヒント 2

ある点への方法の数は、左隣の点の数と下隣の点の数の和になる。通ってはいけない点 P には を書けばよい。

ヒント 3

の行は左から 、 の行は左から になる。この続きを計算しよう。

答えと解説

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解説を読む

座標が 以上 以下、 座標が 以上 以下の整数である各点について、O からその点まで P を通らずに進む方法の数を順に書きこんでいく。

ある点へは、その左隣の点( 座標が 小さい点)か、下隣の点( 座標が 小さい点)からしか来られないので、

となる。ただし、P は通らないので、P の数は とする。

  • の行: から まで、すべて
  • の行: は 、 は 、 は (P)、 は 、 は
  • の行: は 、 は 、 は 、 は 、 は
  • の行: は 、 は 、 は 、 は 、 は

よって、P を通らない進み方は 通りである。

(別の考え方)P を通るかどうかに関係なく同じように数えると、O から B への進み方は 通りある。O から P への進み方は 通り、P から B への進み方は 通りなので、P を通る進み方は (通り)。よって (通り)となり、結果は一致する。

別解

O から B まで、右へ 回・上へ 回の合計 回の移動の並べ方は 通り。
点 P を通る進み方: O から P までは右 ・上 の並べ方で 通り、P から B までは右 ・上 の並べ方で 通り。よって 通り。
P を通らない進み方は 通り。
検算: 格子点ごとに通り数を足していく方法でも、P の通り数を として計算すると B に となる。

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