共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問27 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問2)

このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。

問題

共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問27(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問2) (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。

(2)図Cにおいて、球の塗り方は( エオ )通りある。

( エオ )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
  • 58
  • 60
  • 62
  • 70

正解!素晴らしいです

残念...

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。

 

塗り方の数は次のようになります。
「1」の球から塗り始めるとして、最初が5通りです。
「2」の球を次に塗るとして、そこでは最初と異なる色の4通りです。
「3」の球を最後に塗るとして、そこでは「1」「2」と異なる色である必要があるので3通りです。
よって、起こり得る場合の数は 5・4・3 = 60 通りです。

 

「60」の選択肢が設問(エオ)の解答となります。

選択肢2. 60

例えば次のような組み合わせがあります。
「1」:赤
「2」:青(赤以外の4色から選択)
「3」:緑(赤も青も禁止で残り3色から選択)

 

どの番号の球から塗り始めても同じ結果を得ます。
 

まとめ

前問(アイウ)と考え方は同じです。
それぞれの球が2つの球と連結している事により、
「隣り合う球は別の色」という条件から起こり得る場合の数を計算します。

 

前問(アイウ)とは考え方が異なる部分があります。
もし前問と全く同じ考え方をすると5・4・4 通りで、本設問の結果はそれよりも少なくなる事になります。

 

前問(アイウ)

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。

参考になった数0

02

球1から順に塗り方の数を考えていくと,

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通りあります。

最後に球3は,球1・球2のどちらとも

異なる色で塗らなければならないので,

球3の塗り方は3通りあります。

したがって,球の塗り方の総数は

5×4×3=60(通り)

選択肢2. 60

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。

参考になった数0

03

先ほどの図が円形になった問題です。隣接する領域が増えたので注意が必要です。

まとめ

1番には5通りの塗り方があると考えると、2番には4通りの塗り方があります。ただ、3番は1,2番ともに隣接しているのため、どちらの色でもない3通りの色しか使えません。したがって、

5×4×3=60通りとなります。

参考になった数0