数学「大学入試良問集」【4−1 組分け問題①】を宇宙一わかりやすく - 質問解決D.B.(データベース)

数学「大学入試良問集」【4−1 組分け問題①】を宇宙一わかりやすく

問題文全文(内容文):
何人かの人をいくつかの部屋に分ける問題を考える。
ただし、各部屋は十分に大きく、定員については考慮しなくてよい。
(1)
7人を2つの部屋$A,B$に分ける。
 (ⅰ)部屋$A$に3人、部屋$B$に4人となる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅱ)どの部屋も1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅲ)(ⅱ)のうち、部屋$A$の人数が奇数である分け方は全部で何通りあるか。

(2)
4人を三つの部屋$A,B,C$に分ける。
どの部屋も1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。

(3)
大人4人、こども3人の計7人を三つの部屋$A,B,C$に分ける。
 (ⅰ)どの部屋も大人が1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅱ)(ⅱ)のうち、三つの部屋に子ども3人が1人ずつ入る分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅲ)どの部屋も大人が1人以上で、かつ、各部屋とも2人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
単元: #数A#大学入試過去問(数学)#場合の数と確率#場合の数#センター試験・共通テスト関連#センター試験#数学(高校生)
指導講師: ハクシ高校【数学科】良問演習チャンネル
問題文全文(内容文):
何人かの人をいくつかの部屋に分ける問題を考える。
ただし、各部屋は十分に大きく、定員については考慮しなくてよい。
(1)
7人を2つの部屋$A,B$に分ける。
 (ⅰ)部屋$A$に3人、部屋$B$に4人となる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅱ)どの部屋も1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅲ)(ⅱ)のうち、部屋$A$の人数が奇数である分け方は全部で何通りあるか。

(2)
4人を三つの部屋$A,B,C$に分ける。
どの部屋も1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。

(3)
大人4人、こども3人の計7人を三つの部屋$A,B,C$に分ける。
 (ⅰ)どの部屋も大人が1人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅱ)(ⅱ)のうち、三つの部屋に子ども3人が1人ずつ入る分け方は全部で何通りあるか。
 (ⅲ)どの部屋も大人が1人以上で、かつ、各部屋とも2人以上になる分け方は全部で何通りあるか。
投稿日:2021.03.27

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第3問\ 複数人がそれぞれプレゼントを一つずつ持ち寄り、交換会を開く。ただし、プレゼントは
全て異なるとする。
プレゼントの交換は次の手順で行う。
手順:外見が同じ袋を人数分用意し、各袋にプレゼントを一つずつ入れたうえで、
各参加者に袋を一つずつでたらめに配る。各参加者は配られた袋の中の
プレゼントを受け取る。

交換の結果、1人でも自分の持参したプレゼントを受け取った場合は、交換をやり直す。
そして、全員が自分以外の人の持参したプレゼントを受け取ったところで交換会を終了する。
(1)2人または3人で交換会を開く場合を考える。
$(\textrm{i})$2人で交換会を開く場合、1回目の交換で交換会が終了するプレゼントの受け取り方は
$\boxed{ア}$通りある。したがって1回目の交換で交換会が終了する確率は$\frac{\boxed{イ}}{\boxed{ウ}}$である。
$(\textrm{ii})$3人で交換会を開く場合、1回目の交換で交換会が終了するプレゼントの受け取り方は
$\boxed{エ}$通りある。したがって1回目の交換で交換会が終了する確率は$\frac{\boxed{オ}}{\boxed{カ}}$である。
$(\textrm{iii})$3人で交換会を開く場合、4回以下の交換で交換会が終了する確率は$\frac{\boxed{キク}}{\boxed{ケコ}}$である。

(2)4人で交換会を開く場合、1回目の交換で交換会が終了する確率を
次の構想に基づいて求めてみよう。
構想:1回目の交換で交換会が終了しないプレゼントの受け取り方の総数を求める。
そのために、自分の持参したプレゼントを受け取る人数によって場合分けをする。

1回目の交換で、4人のうち、ちょうど1人が自分の持参したプレゼントを受け取る場合は
$\boxed{サ}$通りあり、ちょうど2人が自分のプレゼントを受け取る場合は$\boxed{シ}$通りある。
このように考えていくと、1回目のプレゼントの受け取り方のうち、1回目の交換で交換会が
終了しない受け取り方の総数は$\boxed{スセ}$である。
したがって、1回目の交換で交換会が終了する確率は$\frac{\boxed{ソ}}{\boxed{タ}}$である。

(3)5人で交換会を開く場合、1回目の交換で交換会が終了する確率は$\frac{\boxed{チツ}}{\boxed{テト}}$である。
\(4)A,B,C,D,Eの5人が交換会を開く。1回目の交換でA,B,C,Dがそれぞれ自分以外
の人の持参したプレゼントを受け取った時、その回で交換会が終了する
条件付き確率は$\frac{\boxed{ナニ}}{\boxed{ヌネ}}$である。

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