大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問28 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問3)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問28(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問3) (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。

(3)図Dにおける球の塗り方のうち、赤をちょうど2回使う塗り方は( カキ )通りある。

( カキ )にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。
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この過去問の解説 (2件)

01

「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。」

という条件がありますから,

「球1と球2」のように1本のひもでつながれた二つの球を

二つとも赤にすることはできません。

塗り方としては,

i) 球1と球3の二つを赤にする

ii) 球2と球4の二つを赤にする

の二つの場合があります。

 

i) 球1と球3の二つを赤にするとき

球2と球4はどちらも赤以外ならよいので,

塗り方はそれぞれ4通りずつあります。

この場合の塗り方の数は

4×4=16(通り)

 

ii) 球2と球4の二つを赤にするとき

球1と球3はどちらも赤以外ならよいので,

塗り方はそれぞれ4通りずつあります。

この場合の塗り方の数は

4×4=16(通り)

 

i),ii)より,球の塗り方の総数は

16+16=32(通り)

選択肢3. 32

正解です。

まとめ

場合の数の問題では,条件の厳しいものを

先に考えた方が解きやすいことが多いです。

この問題では赤2個,赤以外2個なので,

条件の厳しい赤2個をまず考えて場合分けします。

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02

赤を使う球を特別なものとみなし、先に決めてから考えるといいでしょう。

まとめ

赤で塗る球の選び方が1,3番の組み合わせと2,4番の組み合わせで2通りあります。

それぞれに対し、他の2球の塗り方は4通りなので、

4×4×2=32通りとなります。

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