数学のブログ

“場合の数”をかぞえる - 順列・組合せ 包除原理の一般公式 色付きの玉と箱

新装版 数学読本4 (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第15章(“場合の数”をかぞえる - 順列・組合せ)、15.2(組合せ)、包除原理の一般公式の問35の解答を求めてみる。

6つの玉を6つの箱に入る方法。

6 !

通り。

赤い玉を赤い箱に入れる方法。

5 !

通り。

その他の色も同様。

赤い玉を赤い箱、 白い玉を白い箱に入れる方法。

4 !

通り。

その他の色の組合せも同様。

赤い玉を赤い箱、白い玉と白い箱、青い玉を青い箱に入れる方法。

3 !

通り。

その他の色の組合せも同様。

赤い玉を赤い箱、白い玉と白い箱、青い玉を青い箱、黒い玉を黒い箱に入れる方法。

2 !

通り。

その他の色の組合せも同様。

赤い玉を赤い箱、白い玉と白い箱、青い玉を青い箱、黒い玉を黒い箱、 黄色い玉を黄色箱に入れる方法。

1

通り。

その他の色の組合せも同様。

すべての玉をすべて同じ色の箱に入れる方法。

1

通り。

よって、 求めるどのをも同じ色の箱には入れずに6つの箱にそれぞれ1つずつ入れる方法は、

6 ! - ( 6 1 ) · 5 ! + ( 6 2 ) 4 ! - ( 6 3 ) 3 ! + ( 6 2 ) 2 ! - ( 6 1 ) · 1 ! + ( 6 0 ) · 1 = 6 ! - 6 ! + 6 · 5 · 4 · 3 - 6 · 5 · 4 + 6 · 5 - 6 + 1 = 360 - 120 + 30 - 6 + 1 = 265

通り。