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数学1a 確率

    Yuko (id: 2727) (2024年4月9日16:50)
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    この画像の問題なのですが、解説の画像の赤ペンで印をつけたところまでしかわかりません。 なぜ、解説ではn+3個の丸の間のn+2この仕切りで考えたのでしょうか もしわかったらお願いします!
    (追記: 2024年4月10日17:11)
    くさぼうぼうさんの、なぜ仕切りで考えるのかはわかったのですが、この緑の枠の分数が、なぜ階乗になるのか、なぜ分母と分子がこうなるのかわかりません。仕切りは区別するのですか? 教えてください。!

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    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年4月9日17:59)
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    Yukoさん、こんにちは。 これは、別の形の類題をやったかどうかにもよりますが…同じような考え方の問題ですが、こういうのはわかりますか? 「リンゴ、ミカン、ナシをあわせて10個買いたい。買い方は何通りあるか。」 「x+y+z=10となるような整数の組は何通りあるか」 いずれも「0個の種類があってもよい」または「どの種類も1個は入っているようにする」 とか、「x≧0、y≧0、z≧0とする」または「x、y、zは自然数である」 のような2種類があるのですが、このサイコロの場合は目に0はないので、「どの種類も1個は入っているようにする」や「x、y、zは自然数である」のほうの問題と同じになります。 さて…問題の「①の解」というのが上の「x+y+z=10となるような整数の組」と同じで、「n個のサイコロの目の和がn+3である、つまり$x_1+x_2+ \cdots +x_{n-1}+x_n=n+3$ を満たす整数解の個数」を求める問題と考えられます。 リンゴ、ミカン、ナシの話で、どれも最低1個は買うという時は、マルを10個、仕切りの棒を2個(3種類ー1)用意して、10個の〇の間に置きます。そのとき左から初めの棒までのマルの個数だけリンゴを、その棒から次の棒にはさまれた丸の個数だけミカンを、残った丸の個数だけナシを買うと、条件を満たす買い方の1つが得られます。ただし0個はだめなので、マルの並びの両外側はおいてはダメ、1つの間に棒を2本入れるのもダメです。その状況をよく考えると、間の数10-1=9から仕切りの棒を入れる場所2カ所(3種類ー1)を選ぶ選び方の数となるのです。わかりますか?難しいですが、よく考えてください。0個の果物があってもいいとなると、別な問題になりますので気を付けてください。 では、この問題。合計がn+3なので、マルをn+3個用意しますよ。サイコロはn個だから仕切り坊はn-1本用意します。n+3個をn個に仕切るのですからn-1本でいいですね。さて、この仕切りの棒を丸の間のn+3-1=n+2カ所のどこかに入れます。左端から1番目の棒までの個数を $x_1$ つまり1番目のサイコロの目の数、1番目の棒から2番目の棒までのマルの個数を $x_2$ つまり2番目のサイコロの目の数、…という風にしていくと、和がn+3になるような目の出方が1つ決まります。棒の置き方で和はn+3であるような目の出方が決まりますから、和がn+3となるような目の出方の総数は「n+3個のマルの間にn-1本の仕切り棒の入れ方の総数」と同じだ!と言っているのです。わかりますか? 順列組合せや確率の中では高級な問題の部類に入ります。少し高度な参考書をお持ちなら、上に書いた果物や整数解の問題があると思います。探して読んでみてください。 これで大丈夫ですか?わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄に返事を書いてください。
    (追記: 2024年4月10日18:16)
    コメント、拝見しました。 仕切りの棒を使って考えるやり方が理解できたのなら、あとは計算だけです。 仕切りに棒を入れられる(n+2)カ所から、棒を入れる(n-1)カ所を選ぶ選び方の総数です。 異なる(n+2)個のものから(n-1)個を選ぶ組み合わせの総数です。 $_nC_r=\dfrac{n!}{r!(n-r)!}$ ですから $_{n+2}C_{n-1}=\dfrac{(n+2)!}{(n-1)!((n+2)-(n-1))!}=\dfrac{(n+2)!}{(n-1)!3!}$ となりますよ。 これで大丈夫ですか?コメント欄になにか返事を書いてください。よろしく。
    Yuko (id: 2727) (2024年4月10日18:26)
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    普段文字で置いて計算することが少ないので少し苦戦しましたが、理解できました! わかりやすい説明、ありがとうございました。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年4月10日18:39)
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    わかりました?それならよかったです。またどうぞ。

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