久しぶりに数学勉強してます。

組み合わせの問題は公式を使えば簡単にできるのですが、
なんで組み合わせの公式は分母と分子になってるのかわかりません。

なにかこの公式を理解できる方法ありましたらおしえてください。

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A 回答 (5件)

1,2,3,4の4枚のカードの中から2枚選ぶ組み合わせは何通りあるか、という例題で考えてみましょうか――4という数字が縁起悪いなんて言わないで。


原始人的な書き出し方でいくと、
 (1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)
の6通りあるということがわかります。
これを計算してみましょう。
まず、4枚のカードを2枚「並べる」やり方は何通りあるか考えます。
 □□
というふたつの「箱」に1~4の数字を入れる。
最初の箱には1~4の4通り入れることができます。
次の箱には、最初の箱に一枚使ってしまったから、3通りに減ります。
したがって、
 4(最初の箱)×3(次の箱)=12通り
となります。
これを組み合わせに発展させましょう。
この12通りの中には(○、△)というペアに対して、(△、○)というひっくり返したペアが含まれています。
ちなみに、カードは同じやつが使えないから、(○、○)というホモ的なペアは使えないのねん。(自分でかいててちょっとげっそりする。。)
というわけで、ひっくり返したペアの分をとっぱらわなければならない。
この作業は、同じカードの組み合わせが無いから、単純に2で割ってやるだけでいいです。つまり、
 12÷2=6通り
となって、原始人的解法と一致しました。
この作業の最後で2で割っていますが、これが公式の分母の意味なのです。
これを公式でやると、
 C(4,2)=(4×3)/(2×1)=6
となるわけ。
組み合わせの公式を使わずに問題を解いてみると、本質が良くわかります。
数学では公式というのはある意味麻薬です。
そんなもの、多用するべきじゃないと思いますね。

では頑張ってください。
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順番を入替えても結果が変わらないものは、


とりうる場合の数を、その順番を入れ替える可能性の数で減らしてやる
必要があるからです。

たとえば、3人の中から2人を選ぶのなら、
A,B B,C C,A の3パターンがあります。
B,A C,B A,C は上のパターンと同じですから、
ひっくり返した場合の場合の数を減らしてやる必要があります。
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たとえば0から9までの数字を使って3桁の数字を作るときは



10×9×8=720通り

これは10!を7!で割ったものです。

10×9×8×7×6×5×4×3×2×1       10!
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー = ---
  7×6×5×4×3×2×1              7!

ということになります。
しかしこれは順列であって組み合わせでは選んだ3個の数字の順番は関係ありませんので3個の数字の組み合わせの数6で割らないと重複してしまいます。

(例)123,132,213,231,312,321は組み合わせでは同じものなので6通りある。
これは3!で 3×2×1=6ということです。

そこで 720÷6=120 ということになります。
これをいっぺんに書くと

 10×9×8×7×6×5×4×3×2×1        10!
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー = ----
(7×6×5×4×3×2×1)(3×2×1)        7!3!

となりこれが組み合わせを求める式になります。

分数になるのは階乗(こんな字だっけ?)を使うために割らないといけないので分数にしたほうがわかりやすいためだと思いますよ。

組み合わせだと選んだ数と残りの数の両方の階乗で全体の数の階乗を割るので、10個の中から7個を選んでも3個を選んでも同じ120通りになりますね。

これを利用すると30個の中から28個を選ぶとき2個を選んだと考えて

30×29     28!
ーーーーー × ---
 2×1      28!

と考えると右の分数は1なので暗算でも答えがでます。
どちらか数字の小さいほうを選んで計算すると計算時間が少なくて済みます。

一般化した式は下の方が紹介しているので、具体的な例で書いてみました。

頭悪いのでここに分数を書き込むのに時間がかかっちゃいました(笑)
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順列の公式はOKでしょうか?


nからrこ選んで、順不同で並べるとき、最初はn個選べ、次はn-1個、、、最終的にn-r+1個になるまで選んでいくことと同じなので、
n * (n-1) * … * (n-r+1) = n! / (n-r)! 通り

組み合わせなのですが、

分子は組み合わせを被って数えて何通りあるか(順列)
分母はその個数での組み合わせが 何通りあるか
となっています。(わかりにくい表現でごめんなさい

つまり
1234 を順序に関係なく2つとって、並べれば、 4P2 = 4!/(4-2)! = 12通り。
12 13 14 21 23 24 31 32 34 41 42 43
しかし、今、12,21、13,31等は同じとしたいので、それぞれの組につき、2! 回ずつ(2P2)よけいに数えていることになる。
よって、 4P2 / 2P2 = (4!/2!)/2! = 4*3 / 2*1 = 6 通り
となります。

よって、一般化すれば、
nCr = n! / (r! * (n-r)!) = n*(n-1)* … *(n-r-1) / r! というようになります。
これが、おっしゃる公式でしょうか?^^;

いかがでしょう?
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順列 nPr = n!/(n-r)!


組合せ nCr = nPr / r! = n! / {(n-r)! r!}
であらわしますよね。(参考URLを見てください) どちらも分母がありますね。

組合せの数は順列の数を r! で割ったものです。

まず順列です。n人の生徒からr人の選手を選んでリレーで走らせます。
このときの走る順番の並び方(順列)の数は第1走者はn人誰でもよく、第2走者は先頭の一人を除いた(n-1)人なら誰でもよく・・・ということで nPr の式が導き出されます。

次は組合せです。先ほどと同じ条件で走る順番に関係なく、メンバー表の種類の枚数を考えます。(これが組合せです)。先ほどの順列ではr人のランナーの走順を変えたものがたくさん重複している事がわかりますね。重複の数はr人からr人を選んで並べる順列の数になります。
従って分母にr!が来るのです。
判りにくければ補足して下さい。

参考URL:http://www.fatty.or.jp/math/comb.html
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(7/4)y なのか、7/(4y) なのかが補足されていません。
※分数も数の種類です。
 中学校に入って数学になった時に、「割り算は逆数をかける」「引き算は負数を加える」と考え方を切り替えましたよね。そして、数には、実数、有理数(分数で表される数)も習ったはず。無理数(分数で表すことができない数)も習得済みかもしれません。
 ・・・とってもとっても大事なところです。・・・
 それがあって、はじめてxやyという未知数を自在に操れるようになりましたね。!!!
 2÷3 ≠ 3÷2 だったのが、2×(1/3) = (1/3)×2、
 3-2 ≠ 2-3 だったのが、2+(-3) = (-3)+2
もちろん、x + (-y) = (-y) + x とか、x × (1/y) = (1/y) × x
 これによって[交換][結合][分配]が自由自在にできるようになりましたね。
★徹底的に復習しておきましょう。

 逆数とは、その数にかけると1になる数でしたね!!
  2の逆数とは(1/2)、(1/5)の逆数は(5/1)、すなわち5
  2/3の逆数は3/2、4/7の逆数は7/4

さて、

(7/4)y の値を求めよと言うことなら
 (7/4)y = 7 ×(1/4)×y
     = 7 ×(1/4)×[2/9]  []内がy
     = 7 ×(1/4)×2×(1/9)
     = 7×2×(1/4)×(1/9)  交換ができる
     = 7× (1/2) ×(1/9)
     = 7×   1/18
     = 7/18

7/(4y) の値を求めよと言うことなら
7/(4y) = 7×(1/(4y))
    = 7×(1/(4[2/9]))
    = 7×(1/(8/9)) ★1を(8/9)で割るのだから、1にその逆数(9/8)をかけるに等しい
    = 7×9/8      早速でてきたでしょ!!(^^)
    = 63/8

 数学は、実に馬鹿らしい・・分かりきったことを積み上げていく学問です。
  1/(8/9) すなわち、1÷(8/9) は、1×(9/8)とまったく同じ意味だということ。

 一学期の数学なんて、本当にばかばかしい当たり前のことを数式で考えるところ。馬鹿馬鹿しいと寝てたら、取り残されるよ。

皆さんの回答を読んでないでしょ。
とても重要な
(7/4)y なのか、7/(4y) なのかが補足されていません。
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すると、後者の方が答えは大きくなります。
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答えは大変大きな数字になります。
では、このような発想から分母をゼロで割ると、答えは 無限大でしょうか。

答えは、ない か、ゼロか という発想もあるかもしれませんが
上記のような発想では 無限大になると思います

違う??

Aベストアンサー

確かに分母が0でさえなければ0に近づくほど値は大きくなりますが、それをもって0で割ると無限大と結論することはできません。
数学的には「割り算は掛け算の逆算」という絶対的な公理が存在しているので、答えの定まらない「0で割る」という行為自体が例外処置で除外されているからです。
つまり、質問の例で言えば仮に2÷0=無限大なら、無限大×0=2という式が成り立つことを証明しなければならないと言うことです。
これができて初めて0で割ると無限大と結論できるのです。


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