灘高等学校2012年数学第6問(解答・解説)


(1)
NADAが2か所以上登場することはありませんね。
NADAをひとかたまりとし、残り3文字とともに並べると考えます。
NADAの場所の決め方が4通りあり、そのそれぞれに対して、残りの3文字の決め方が3×3×3=27通りあるから、NADAという文字の列を含む並べ方は、全部で
  4×27
 =108通り
あります。
(2)
NADが2か所あることがある(例えば、[NAD]ANADとNADA[NAD])ので、ダブりに注意する必要があります。
あえてダブルカウントした後、調整するという方針で解きます。
NADをひとかたまりとし、残り4文字とともに並べると考えます。
NADの場所の決め方が5通りあり、そのそれぞれに対して、残りの4文字の決め方が3×3×3×3=81通りあるから、全部で
  5×81
 =405通り
ありそうですが、この中には、NADが2か所あるものがダブルカウントされているので、それを取り除く必要があります。
NADが2か所あるものについて考えます。
NADをひとかたまりとし、このかたまり2個と残り1文字を並べると考えます。
残り1文字の決め方が3通りあり、そのそれぞれに対して、その文字がどこに並ぶかで3通りあります。
このとき、2個のNADの配置は自動的に確定するので、結局、NADが3か所あるものは3×3=9通りあります。
したがって、NADという文字の列を含む並べ方は、全部で、
  405−9
 =396通り
あります。
なお、(3)と同じ方針で解くこともできます。
(3)
ADAが2か所以上あることがあるので、ダブりに注意する必要があります。
(2)と同じ方針で解くのは、ダブルカウントだけでなく、トリプルカウントなどもあって厄介なので、ダブりが生じないように場合分けして解きます。
文字列を左から見たときにADAという文字列が初めて登場するのがどこになるかで場合分けして考えます。
 (あ)ADA〇〇〇〇
 (い)〇ADA〇〇〇
 (う)〇〇ADA〇〇
 (え)〇〇〇ADA〇
 (お)〇〇〇〇ADA
(あ)の場合
どの〇も3通りの場合が考えられるので、この場合は3×3×3×3=81通りあります。
(い)の場合
(あ)同様81通りあります。
(う)の場合
81通りの場合から、ADAの左側の〇〇にADが入るとき(ADADA〇〇)を除外する必要があります。
この場合は3×3×3×3−3×3=72通りあります。
(え)の場合
81通りの場合から、ADAの左側の〇〇〇にADAが入るとき(ADAADA〇)と、●AD(●は3通り)が入るとき(●ADADA〇)を除外する必要があります。
この場合は81−3−3×3=69通りあります。
(お)の場合
81通りの場合から、文字列を左から見たときにADAという文字列が初めて登場するのが1番目からの場合と2番目からの場合と3番目からの場合の3つの場合を除外する必要があります。
 ADA〇A・・・3通り
 〇ADAA・・・3通り
 〇〇ADA・・・3×3−1=8通り ←ADAの左側の〇〇にADが入るときを除外する必要があります。
この場合は81−3−3−8=67通りあります。
(あ)〜(お)より、ADAという文字の列を含む並べ方は、全部で
  81+81+72+69+67
 =370通り
あります。



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