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最短経路の数 = 組合せ

📖 言葉で読む:順列と組合せ →
最短経路の数 = 組合せ全3問
SG
① 考えてみよう

左下のSから右上のGまで進むよ。動けるのは右(→)か上(↑)だけ。遠回りなしの最短で行く道は、ぜんぶで何通りあると思う?

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アニメを見なくても、このページの流れを最後まで文章で追えるよ。

  1. ① 考えてみよう
  2. 1

    左下のSから右上のGまで進むよ。動けるのは右(→)か上(↑)だけ。遠回りなしの最短で行く道は、ぜんぶで何通りあると思う?

  3. 2

    1本ずつ全部の道を描いて数えるのは大変そう…。交差点ごとに「そこまで何通りで行けるか」を書きこむ、うまい数え方はないかな?

  4. ② 考え方
  5. 3

    たとえばこの道。右・右・上・右・上だね。横3マス・縦2マスだから、どの道も必ず右に3回・上に2回、合わせて5回の動きでできてるよ。

  6. 4

    数えるコツ。各交差点まで「何通りで行けるか」を書きこむよ。いちばん下の道といちばん左の道は、まっすぐ進むしかないから、どれも1通りだね。

  7. 5

    内側の点へは「左から」か「下から」しか来られない。だからその点の数は、左どなりと下の数を足したもの。真ん中の段は 1+1=2、1+2=3、1+3=4 だよ。

  8. ③ 解答
  9. 6

    同じように上の段も足し算でうめると、3・6ときて、ゴールGは 4+6=10。最短の道はぜんぶで10通りだ!

  10. 7

    この10は、5回の動きのうち「どの2回を上にするか」を選ぶ数=5C2{}_{5}\mathrm{C}_{2}とぴったり同じ。右3個・上2個を並べる順列でもあるね。経路の数は組合せで一発だよ。

答案の書き方(記述例)

解き方がわかったら、次は答案に書く番。テストの解答用紙には、こんなふうに書けば伝わるよ。

右へ1マス進む動きを「右」、上へ1マス進む動きを「上」とよぶ。

格子は横3マス・縦2マスなので、S から G への最短経路は、どれも「右」3回と「上」2回の合わせて5回の動きでできている。

逆に、「右」3個と「上」2個の並べ方を1つ決めると、最短経路がちょうど1つ決まる。

よって最短経路の数は、5回の動きのうち「上」にする2回を選ぶ組合せの数に等しい。

5C2=5×42×1=10{}_5\mathrm{C}_2 = \frac{5 \times 4}{2 \times 1} = 10

答え 1010 通り

減点されやすいポイント

「経路1つ」と「右・上の並べ方1つ」がちょうど1対1に対応することを書くのがポイントだよ。マスの数を掛けて 3×2=63 \times 2 = 6 通りとしたり、5回の動きをぜんぶ区別して 5!=1205! = 120 通りとしたりするのが定番のまちがいだね。「右」どうしを入れかえても同じ道だから、区別してはいけないんだ。

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