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順列 問題編3

順列-例題4 円順列基本


順列-例題4 (1)解答
椅子が5つ円形に並んでいて、ちょうど5人います。
しかも、座る人どうしの位置関係だけを考えるので、誰がどの位置の席に座っているかは、
関係ありません。

これは、「順列とは」で説明した円順列の公式をそのまま使えます。すなわち、

異なる n 個のものを円形に並べる の形であるからです。

異なる n個のもの → 5人
円形に並べる → 円形の椅子に座らせる

4×3×2×1=24通り

答え:24通り

順列-例題4 (2)解答
8人から、5人を選んだとき、その選んだ5人の座り方は、(1)で求めた、24通りとなります。
5人の選び方が違えば、その場合の座り方である24通りは、互いに違う座り方となります。

すなわち、AからHの8人いるとして、
ABCDE と ABCFHは、異なる5人の選び方であるから、
ABCDEが円形に座る座り方は、24通り‥@
ABCFHが円形に座る座り方は、24通り‥A

この@とAは別個の座り方となります。

AからHの8人いるとして、

ABCDE の5人 → 24通り
ABCDF の5人 → 24通り
BCDEF の5人 → 24通り
    :     → 24通り

つまり、5人の選び方を全て求め、その選び方の数×24通りが求める値となります。
では、5人の選び方の全ては、どのように求めるか?
その前に、順列として、8人から5人を選んで並べる並べ方を求めてみましょう。

順列の基本、異なる n 個のものから、r 個取り出して、1列に並べる」でしたね。

よって、8P5=8×7×6×5×4=6720通り

これは、順列ですから、例えば、

ABCDE と ABCED は、EとDをひっくり返して順番が違うので、違うものです。
ところが、5人を選ぶだけとなると、どちらパターンも、同じということになります。
誰を選ぶかということだけが問題だからです。

そう考えると、6720通りの内、上記のように重複したケースを全て除いた値を、まず求める必要が
あります。どうしたらよいか?

例えば、6720通りの内の1つの順列のケース、ABCDEを考えてみます。
6720通りの中には、ABCDEの順番を変えたものが、含まれています。

ABCDEの順番を変えたものは、5種類のものから、5個取り出して並べる順列そのものなので、

5×4×3×2×1=120通り

つまり、

6720通りの内の、1つの順列であるABCDEは、それ自体も含めて、120通りは同じもの
である、すなわち同じ選び方である

ということです。

では、ABCDEとは、違う選び方である任意の順列ABCDFの場合は、どうであるか?これも、同様に、
それ自体も含めて120通りが同じものになります。

このように考えると、6720通りを120で割れば、割った結果は、重複分が排除された、
すなわち、5人の選び方の全てとなります。

6720÷120=56通り

よって、5人の選び方の全ては56通りとなり、それのそれぞれにつき24通りの座り方があるので、
8人の内、5人を選んで、円形の椅子への座り方は、

56×24=1344通り

答え:1344通り

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