東大寺学園中学校2016年算数第2問(解答・解説)


問題文を整理すると、次のようになります。
 1→3
 2→2
   3
 3→1
   2
   3
逆から見ると、1番目以外のある順番の1、2、3の個数については、それぞれ次のような関係が成り立つことがわかります。
 1の個数=1つ前の3の個数
 2の個数=1つ前の2の個数+1つ前の3の個数
 3の個数=1つ前の1の個数+1つ前の2の個数+1つ前の3の個数
表で書き出すと、次のようになります。
(2から始めた場合)
   1 2 3 4  5  6  7
 1 0 0 1 2  5 11 25
 2 1 1 2 4  9 20 45
 3 0 1 2 5 11 25 56
(1から始めた場合)
   1 2 3 4
 1 1 0 1 1
 2 0 0 1 2
 3 0 1 1 3
問題文で書かれている左から何番目というものに意味はありません。
ある数から並べ始めたときにそこから何番目かが重要です。
(1)
2〇〇2の〇に数字を埋めていくことになります。
上の(2から始めた場合)の表より、条件を満たす並べ方は全部で4通りあります。
(3)
2〇〇2〇〇〇〇〇2の〇に数字を埋めていくことになります。
上の(2から始めた場合)の表より、条件を満たす並べ方は全部で
  4×45 ←(2から始めて4個並べて4番目が2の場合)×(2からはじめて7個並べて7番目が2の場合)です。
 =180通り
あります。
(2)
2〇〇2〇〇1〇〇2の〇に数字を埋めていくことになります。
上の(2から始めた場合)の表と(1から始めた場合)の表より、条件を満たす並べ方は全部で
  4×2×2 ←(2から始めて4個並べて4番目が2の場合)×(2からはじめて4個並べて4番目が1の場合)×(1から始めて4個並べて4番目が2の場合)です。
 =16通り
あります。
ホームページには、この問題と同様の問題を取り上げているので、ぜひ解いてみましょう(京都大学1999年前期文系数学第5問灘中学校1996年算数1日目第9問ラ・サール中学校1997年算数1日目第4問大阪星光学院中学校2007年算数第4問など)。



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