赤玉と白玉を円形に並べる方法の計算方法

数学

赤玉2個と白玉2個を円形に並べる方法を考えましょう。このような組み合わせ問題では、順列と組み合わせの考え方を使います。

1. 並べ方の基本的な考え方

円形に並べる場合、直線上の並べ方と異なり、回転を考慮する必要があります。円形では、位置が一意に決まるので、例えば、最初の玉を基準にして、その位置を固定します。

したがって、赤玉と白玉の並べ方を考える際、1つの玉の位置を固定し、残りの玉の並べ方を計算することになります。

2. 並べ方の計算式

今回の問題では、赤玉2個、白玉2個を円形に並べます。まず、並べる玉の数は4個です。しかし、円形であるため、回転対称性を考慮し、1つの玉の位置を固定して並べます。

残りの3つの位置に赤玉と白玉を並べるため、4つの玉の中で2つの赤玉を選ぶ場合の数は、組み合わせで計算できます。

組み合わせの計算式は次のようになります:
$$ rac{(n-1)!}{r!(n-r)!}$$

3. 計算例

実際に計算してみましょう。赤玉2個と白玉2個を円形に並べる場合、次のように考えます。

まず、1つの赤玉の位置を固定します。その後、残りの3つの位置に赤玉1個と白玉2個を並べる必要があります。

これにより、並べ方の数は次の式で計算できます:
$$ rac{3!}{1!2!} = 3$$

したがって、赤玉2個と白玉2個を円形に並べる方法は、全部で3通りになります。

4. まとめ

赤玉2個と白玉2個を円形に並べる場合、回転対称性を考慮し、並べる方法は3通りです。問題のような並べ方に関する計算は、組み合わせの考え方を使って解くことができます。

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