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みんなは並べられる?アルファベットを辞書式に配列させる場合の数

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はじめに

今回は、辞書式に配列させる場合の数です。

 

みなさん辞書は引いたことがありますか?

例えば、

① あんこ

② カステラ

③ あんぱん

これを辞書式に並べるとどうなりますか?

 

答えは、① → ③ → ② ですね!

 

これと同じように数字もアルファベットも並べることができます。

今回はこの法則を用いた問題になっています。

 

↓他の順列の問題はこちら

「固定」と「ひとかたまり」を覚えるだけ!男女の並び方を題材にした順列の場合の数 - Math Kit

 

順列の公式

n 個を並べる並べ方は、

 n!=n\times (n-1)\times (n-2) \dots 3\cdot 2\cdot 1

 

↓順列を用いた問題を確認したい方はこちら

「固定」と「ひとかたまり」を覚えるだけ!男女の並び方を題材にした順列の場合の数 - Math Kit

 

辞書式に並べるコツ

POINT

最初の 5 つを並べてみる。

 

実際に 5 つほど並べてみると規則性が見つかります。

どのように並べればいいのかわからない時は、やってみましょう。

 

問題

a, b, c, d, e5 文字を並べたものを、アルファベット順に、1 番目 abcde, 2 番目 abded, \cdots, 120 番目 edcba と番号を付ける。

(1) cbeda は何番目か。

(2) 40 番目は何か。

 

答案の例

(1) cbeda は何番目か。

a □□□□ となる場合の数は、a 以外の文字 4 つの並び方なので、

 4!=4\times 3\times 2\times 1=24

b □□□□ となる場合の数は、b 以外の文字 4 つの並び方なので、

 4!=4\times 3\times 2\times 1=24

ca □□□ となる場合の数は、ca 以外の文字 3 つの並び方なので、

 3!=3\times 2\times 1=6

cba □□ となる場合の数は、[texcba] 以外の文字 2 つの並び方なので、

 2!=2\times 1=2

cbd □□ となる場合の数は、cbd 以外の文字 2 つの並び方なので、

 2!=2\times 1=2

cbea □ となる場合の数は、cbea 以外の文字 1 つの並び方なので、

 1!=1

cbed □ となる場合の数は、cbec 以外の文字 1 つの並び方なので、

 1!=1

よって、

24+24+6+2+2+1+1=60 (番目)

 

(2) 40 番目は何か。

a □□□□ となる場合の数は、a 以外の文字 4 つの並び方なので、

 4!=4\times 3\times 2\times 1=24

ba □□□ となる場合の数は、ba 以外の文字 3 つの並び方なので、

 3!=3\times 2\times 1=6

bc □□□ となる場合の数は、bc 以外の文字 3 つの並び方なので、

 3!=3\times 2\times 1=6

bda □□ となる場合の数は、bca 以外の文字 2 つの並び方なので、

 2!=2\times 1=2

bdcae

よって、40 番目は、bdcea

 

解説

(1) cbeda は何番目か。

\ast 同じ文字が並ばないことに注意

cbeda は、a □□□□, b □□□□ の後に並ぶので、

 a □□□□ となる場合の数は、a 以外の文字 4 つの並び方なので、

  4!=4\times 3\times 2\times 1=24

 b □□□□ となる場合の数は、b 以外の文字 4 つの並び方なので、

  4!=4\times 3\times 2\times 1=24

 

cbeda は、ca □□□ の後に並ぶので、

 ca □□□ となる場合の数は、ca 以外の文字 3 つの並び方なので、

  3!=3\times 2\times 1=6

 

cbeda は、cba □□, cbd □□ の後に並ぶので、

 cba □□ となる場合の数は、[texcba] 以外の文字 2 つの並び方なので、

  2!=2\times 1=2 

 cbd □□ となる場合の数は、cbd 以外の文字 2 つの並び方なので、

  2!=2\times 1=2

 

cbeda は、cbea □, cbed □ の後に並ぶので、

 cbea □ となる場合の数は、cbea 以外の文字 1 つの並び方なので、

  1!=1

 cbed □ となる場合の数は、cbec 以外の文字 1 つの並び方なので、

  1!=1

よって、

24+24+6+2+2+1+1=60 (番目)

 

(2) 40 番目は何か。

(1) と同様にして考える。

a □□□□ となる場合の数は、a 以外の文字 4 つの並び方なので、

 4!=4\times 3\times 2\times 1=24

ba □□□ となる場合の数は、ba 以外の文字 3 つの並び方なので、

 3!=3\times 2\times 1=6

ここまでで、30 番目

 

bc □□□ となる場合の数は、bc 以外の文字 3 つの並び方なので、

 3!=3\times 2\times 1=6

ここまでで、36 番目

 

bda □□ となる場合の数は、bca 以外の文字 2 つの並び方なので、

 2!=2\times 1=2

ここまでで、38 番目

 

bdcae

ここまでで、39 番目

よって、40 番目は、

bdcea

 

おわりに

今回は、辞書式に配列させる場合の数でした。

 

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