共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問26 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問1)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問26(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

番号によって区別された複数の球が、何本かのひもでつながれている。ただし、各ひもはその両端で二つの球をつなぐものとする。次の条件を満たす球の塗り分け方(以下、球の塗り方)を考える。

<条件>
・それぞれの球を、用意した5色(赤、青、黄、緑、紫)のうちのいずれか1色で塗る。
・1本のひもでつながれた二つの球は異なる色になるようにする。
・同じ色を何回使ってもよく、また使わない色があってもよい。

例えば図Aでは、三つの球が2本のひもでつながれている。この三つの球を塗るとき、球1の塗り方が5通りあり、球1を塗った後、球2の塗り方は4通りあり、さらに球3の塗り方は4通りある。したがって、球の塗り方の総数は80である。

(1)図Bにおいて、球の塗り方は( アイウ )通りある。

( アイウ )にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。
問題文の画像
  • 280
  • 300
  • 310
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この過去問の解説 (3件)

01

「球」には番号がふってあり、
問題文の例を読むと「色」を塗っても番号は維持され、それぞれ区別されると判断できます。

 

5色のうち同じ色が隣り合ってはいけないけれども、
同じ色をくり返し使ってよいとされているので、例えば、
「赤青赤青黄」のような塗り方はよい事になります。
「赤赤赤青黄」のような塗り方は禁止になります。


左から順に塗っていくとして、
「最初の5色」「最初以外の4色」「2番め以外の4色」・・・
のように塗られていく事を意味します。
すると塗り方の場合の数は、
5・4・4・4・4 = 5・64 = 320 通りあります。

 

「320」の選択肢が設問(アイウ)の解答となります。
 

選択肢4. 320

5・4・4・4・4 = 5・64 = 320 通りのうちの
2番め、3番めの 4 は意味は、
それぞれ「最初の色とは違う4色」「2番めの色とは違う4色」になります。
4番め、5番めの 4 も同様に、
それぞれ「3番めの色とは違う4色」「4番めの色とは違う4色」を意味します。
これらの事を把握していれば、
初めから5・44 = 320 通りと判定する事も可能です。
 

まとめ

場合の数に関する設問ですが、
普通の順列や組み合わせの数とは異なるタイプの問題なので、問題文の条件をよく読みましょう。
もし球がそれぞれ区別されないような条件であったら、解答は異なるものになります。
 

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02

図Aの例と同様に考えます。

球1の塗り方が5通りあり,

球1を塗った後,球2の塗り方は4通りあり,

さらに球3の塗り方は4通り,

その後さらに球4の塗り方も4通りあります。

したがって、球の塗り方の総数は

5×43=320(通り)

選択肢4. 320

正解です。

まとめ

図Aの例がヒントになります。

この例の考え方を参考にすれば,

以降の問題も比較的解きやすくなります。

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03

隣り合う領域に同色を塗らない問題の類題です。

まとめ

端の1番には5通りの塗り方があると考えると、2番は1番で使った以外の4通りの色、3番、4番も同様に4通りの色が塗れるので、

5×4×4×4=320通りとなります。

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