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時空 解 さんの日記

 
2019
2月 3
(日)
09:49
ハマった勘違い…重要例題20で目からウロコ?それとも頭の病気?
本文
皆さん、おはようございます。時空 解です。
 
青チャート「改訂版 チャート式 基礎からの 数学I+A」の p326 に載っている重要例題20が私に取ってはチョー難しかったです。
 
問題文は次の通り

重要例題20
立方体の各面に、隣り合った面の色は異なるように、色を塗りたい。ただし、立方体を回転させて一致する塗り方は同じとみなす。
(1) 異なる6色をすべて使って塗る方法は何通りあるか。
(2) 異なる5色をすべて使って塗る方法は何通りあるか。

さて、この問題の解法そのものの難しさを説くのは、ここでは省略いたします。

私がハマってしまったのは、ちょっと別のところにあります。それに付いて書いてみようと思います。
 
まずはみなさん、下記の問題を考えてみて下さい。
 
   6種類のペンキがある。この中から1種類のペンキを選ぶには、何通りの選び方があるか。
 
これはもちろん6通りありますよね。
ですから重要例題20の問題を考えていて、私はどうしても立方体の面に色を塗り始める時に、6種類から1つを選ぶ "6通り" が頭の中に出て来てしまったのです。
 
こう考えてしまうと、立方体に色を塗り始める最初の面には、下記の計算式による方法があるはずです。
 
( 6種類から1つの色を選ぶ = 6 ) × ( 立方体の6面から1つの面を選ぶ = 6 ) = 36通り
 
ここで重要例題20の中に出てくる条件「ただし、立方体を回転させて一致する塗り方は同じとみなす」と言うのがありますので、
$ \displaystyle \frac{ 36 }{ 6 } = 6 $
となりますよね!?

これで、出だしの考え方は正しいはずだ!
次はこうなってああなって…だから…。よし、これで答えがでた。にっ

…さて、答えはどうなっているのだろうかと、楽しみにしながら答えを見たのですが…

 おっ 「えっ、5通り…?」
 
ちなみに青チャート「改訂版 チャート式 基礎からの 数学I+A」の (1) の答は下記の通り

ある面を1つの色で塗り、それを上面に固定する。このとき、下面の色は残りの色で塗るから
     5通り
そのおのおのについて、側面の塗り方は、異なる4個の円順列で
     $ (4 - 1)! = 3! = 6 $ (通り)
よって  $ 5 × 6 = 30 $ (通り)

どうして ( 6種類から1つの色を選ぶ = 6 ) の6を考慮に入れないのか、半日くらい悩んでいました。
 
本当に悩みました。頭を切り替えるためにぶら下がり健康器にも2度ぶら下がったくらいです。
でも、よくよく考えてみれば当たり前ですよね。汗

立方体に塗られた色の塗り分け方だけに注目しているのですから。
 
私のように「まずは立方体に塗る色を選ぶことも数える」となると、他にもたくさんの何かを数えられます。
例えば1種類のペンキを選んだ後、何に色を塗るのかを選ぶ事も数えられます。自分の周りにある物、すべてを対象に出来ますから、例えば10個の品物があれば × 10 ですよね。それに立方体を選んだとしても、色を塗りはじめる時に、ペンキが作業場所の床を汚さないように新聞紙を引くのか否か。これも数にいれると2択だから ×2。手が汚れないように手袋をするか否かも数えると ×2…等々。
 
あくまでも問題は立方体の面に色を塗り分ける、その方法です。6種類のペンキ缶のどれを取り上げるのか、その数まで数える必要はありませんよね。

こんなことに頭を悩ませてしまうようになってしまいました。
これは歳のせいではなく、もしかしたら頭の病気でしょうかねぇ…とほほほほ。ううっ
 
では今日も1日の習慣を始めます。小さな一歩・挑戦を試みます。
 

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