学習院大学 · 2025年度 · 順列・完全順列

封筒とカードの入れ方を数える理学部コア試験 数学 第3問(1)(2)

封筒とカードはどちらも1〜5の番号です。和の偶奇で分ける場合と、同じ番号がちょうど1組の場合を別の順列として数えます。

封筒とカードの対応を示す概念イラスト
考え方のイメージ図。正確な条件は下の図で確認。
学習院大学 2025年度 · 数学

問題文・図

理学部コア試験 第3問(1)(2)

理学部コア試験の数学。第1〜4問のうち記事に対応する大問を掲載します。

学習院大学2025年度 理学部コア試験 数学 第3問(1)(2):第3問 全設問の問題文・図・選択肢
第3問 全設問 · 公式PDF 7ページ

出題:学習院大学。公式問題の該当箇所を抜粋。原本PDF ↗

条件を整理する

番号1〜5の封筒に番号1〜5のカードを1枚ずつ入れる。(1) 5組の番号の和がすべて偶数。(2) 封筒とカードの番号がちょうど1組だけ一致。

まず、答えから

2条件の入れ方は何通り?

(1)12通り、(2)45通りです。(1)は3!×2!。(2)は一致する1組を5通りから選び、残り4組を完全順列9通りで並べます。

さわって理解する

2つの数え方を比較する

偶奇で分ける条件と一致が1組だけの条件を切り替えます。

5つとも和が偶数

数える条件

奇数3枚は奇数の封筒へ。偶数2枚は偶数の封筒へ。

計算

3! × 2! = 12

奇数+奇数と偶数+偶数はどちらも偶数です。

偶数になる入れ方:12通り

解法を、順番に。

STEP 01

(1) 偶数になる組を偶奇で分ける

和が偶数になるのは奇数+奇数または偶数+偶数です。奇数の封筒1、3、5には奇数カード3枚を入れるので3!通り。偶数の封筒2、4には偶数カード2枚を入れるので2!通りです。積は12通り。

3!×2!=123!\times2!=12
STEP 02

(2) 一致する1組を固定する

一致する封筒とカードを5組から1つ選びます。残り4枚では一致を一つも作れません。この完全順列の数は!4=9。したがって5×9=45通りです。

!4=4!−4×3!+6×2!−4×1!+1=9と包除原理でも検算できます。

5×!4=5×9=455\times!4=5\times9=45
3問で、思い出す

解き方、つかめた?

ここからはCurigo独自の確認クイズです。選んだあと、理由まで確かめましょう。

0 / 3 問を確認

01 1〜5のうち奇数のカード3枚を奇数の封筒3枚に入れる方法は?
答えと理由を見る

3!=6通り。3枚の異なるカードを3つの封筒へ一対一で入れる順列です。

02 4つの番号が一つも一致しない完全順列は何通り?
答えと理由を見る

9。包除原理で!4=9です。

03 5組のうちちょうど1組だけ番号が一致する入れ方は?
答えと理由を見る

45通り。一致する組5通りと残り4組の完全順列9通りを掛けます。

よくある疑問

(1)でカードを重複して使える?

いいえ。5枚のカードはそれぞれ1回だけ使います。

(2)で5×4!ではない理由は?

4!には残りの番号も一致する並べ方が含まれるためです。

出典・解答の確認

出題:学習院大学 2025年度 理学部コア試験(2025年2月7日実施)数学 第3問(1)(2)。問題文・図・選択肢は大学公式PDFの該当箇所を抜粋して掲載しています。「条件を整理する」はCurigoによる要約です。

解説・計算図・確認クイズはCurigoが独自に作成。公開されている解答例との照合に加え、代入・式変形・全列挙・数値計算など、設問に応じた検算を行っています。図の操作は理解を助けるためのもので、証明は本文に示しています。

編集・検証方針 · 誤りの連絡:Curigo編集部