数字を並べる問題:同じ文字が隣り合わない並べ方の計算方法【中学入試問題解説】

高校数学

この問題では、与えられた数字「1223445678」の中で、同じ数字が隣り合わないように並べる方法を求める問題です。質問者は、特定の計算方法に対して疑問を持っており、その理由について解説が求められています。実際には、答えを求めるためには全体的な計算の流れを理解することが重要です。

1. 問題の整理と与えられた条件

問題では、数字「1223445678」を並べるとき、同じ数字が隣り合わないようにすることが求められています。まず、数字「1、2、3、4、5、6、7、8」に注目し、その並べ方を考えます。数字「1」は2回、数字「2」は2回、数字「3」は1回、数字「4」は2回登場します。すべての数字を並べる場合、同じ数字が隣り合わないように配慮しながら並べなければなりません。

2. 質問者の計算方法について

質問者は「6! × 7C2 × 9C2」という計算方法を提案していますが、これは間違いです。まず、「6!」は、異なる6つの数字を並べる場合の並べ方の数ですが、ここでは「1」「2」「3」「4」「5」「6」「7」「8」という異なる数字ではなく、重複があるため、「6!」ではなく別の方法で計算を進めるべきです。

次に、7C2や9C2の計算ですが、これは間違いです。質問者が考えている通りに数字を並べるときに出てくる補充の位置を「選ぶ」方法として考えているかもしれませんが、このアプローチは誤解を招きます。

3. 正しい計算方法の手順

この問題を解くためには、重複を避けるために以下のように進めるべきです。

  • まず、数字「1」「2」「3」「4」「5」「6」「7」「8」を並べる位置を決めます。
  • その後、「1」「2」「3」「4」が重複しているため、重複していない数字(例えば「5」「6」「7」「8」)を最初に並べ、その後に残りの「1」「2」「3」「4」を配置する方法を考えます。
  • 「1」「2」「3」「4」の重複がないように配置することで、条件を満たす並べ方が得られます。

4. 正しい解法の確認

正しい計算方法は次の通りです。

  • まず、重複していない数字を並べる。
  • その後、重複する数字を隣り合わないように適切に配置する。
  • この過程で使用する組み合わせや順列の公式を適用し、最終的に解を求めます。

5. まとめ

質問者が提示した計算方法では、正しい並べ方を求めるための論理が誤っています。重複を避けるための正しい方法を用いて計算を進めることが大切です。問題を解くためには、順列や組み合わせを理解し、正しく計算することが求められます。

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