6個の文字から3個を選んで並べる方法:組み合わせと順列の違い

高校数学

数学の問題で「6個の文字a、a、a、b、b、cから3個の文字を選んで1列に並べる方法は何通りか?」という問題があります。これに関連して、組み合わせ(6C3)を使うべきか、他の方法を考えるべきかという点について、この記事で詳しく解説します。

組み合わせと順列の違い

まず、組み合わせと順列の違いを簡単に理解しましょう。組み合わせは「順番を考えずに選ぶ」方法であり、順列は「順番を考えて選ぶ」方法です。問題の中では、文字を並べるという行為が含まれているため、順列を使って計算する必要があります。

組み合わせの公式(nCr)では順番を考慮しませんが、文字を並べる場合は順番が重要なので、順列を考えなければなりません。

問題の解法:順列の計算

この問題では、6個の文字「a、a、a、b、b、c」から3個の文字を選び、それを1列に並べる方法を求めます。この場合、選んだ文字の順番が大切ですので、順列を使う必要があります。

文字に重複があるため、順列の計算は少し工夫が必要です。まず、文字の組み合わせをリストアップし、重複を避けるための方法を考える必要があります。

具体的な計算方法

問題では、3つの文字を選ぶので、可能な選び方を考えます。

  • 3つの「a」を選ぶ場合:a、a、a(1通り)
  • 2つの「a」と1つの「b」を選ぶ場合:a、a、b(3通り)
  • 2つの「a」と1つの「c」を選ぶ場合:a、a、c(3通り)
  • 1つの「a」、1つの「b」、1つの「c」を選ぶ場合:a、b、c(6通り)

これらをすべて足し合わせると、1 + 3 + 3 + 6 = 13通りの方法があることがわかります。

6C3ではダメなのか?

6C3(組み合わせ)を使う方法は、順番を考えない場合に有効ですが、この問題では文字を並べるので、順番が重要です。したがって、組み合わせの公式(6C3)では正しい答えは出ません。

そのため、順列を使って計算する必要があり、最終的な答えは13通りです。

まとめ

この問題では、順番を考慮して6個の文字から3個を選び並べる方法を求める必要がありました。組み合わせではなく順列を使うことで、正しい答えが得られることが分かります。最終的な解答は13通りとなり、順列の計算が重要であることを理解する良い例となります。

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