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29 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問4)

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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29(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問4) (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。

(4)図Eにおける球の塗り方のうち、赤をちょうど3回使い、かつ青をちょうど2回使う塗り方は( クケ )通りある。

( クケ )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

球1は他のすべての球とそれぞれ1本のひもでつながれているので,

赤・青以外の色で塗らなければなりません。

よって球1の塗り方は3通りです。

 

球2~球6の5個は,そのうちのどの2個の球も

1本のひもでつながっていないので,

この5個のうち3個を赤で,2個を青で塗ればよいことになります。

5個の中から青で塗る2個を選び,残り3個を赤で塗ればよいので,

球2~球6の塗り方は5C2=10(通り)

 

したがって,求める塗り方の総数は

3×10=30(通り)

選択肢2. 30

正解です。

まとめ

と計算することもできます。

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02

赤と青を使う領域を特別なものとして考えましょう。考えてみれば意外とシンプルな問題です。

まとめ

1番に対して、題意より赤も青も使うことができません。よって3通りの塗り方になります。

残りの5つの球に対し、赤3つと青2つを割り当てるのですが、これはどれも繋がっていないため、自由に組み合わせを決めることができます。

青を塗る2球を決めれば自動的に赤を塗る3球も決まるので、

5C2×3=30通りとなります。

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