みんなの 講座

今回は、有名な道順問題を紹介します。
与えられた経路の形によっては、
場合の数(組合せ)の計算式1つで求めることもできますが、
今回の解法を使うと、場合の数を知らない低学年の生徒でも、
簡単に解くことができます。
しかも、経路が複雑になったとき、計算式がとても立てにくくなる反面、
今回の解法は大変融通(ゆうづう)がききます。
経路の形に関係なく、いつも同じ方法で答えが出せるのです。
出題の多くは、
「スタート地点から遠回りをせず、ゴールまで進む方法は何通りあるか?」
というものです。
さらに「このチェックポイントを必ず通過すること」とか、
「この道は工事中なので通れません」などという
楽しいオプション付きの問題もあります。
では早速問題いきましょう。
下の図のような道路網があります。
遠回りをせずに、A地点からB地点に至る最短経路を
考えます。
(1)全部で何通りの経路がありますか?
(2)途中、チェックポイントのP地点を必ず通ることにすると、
経路は何通りありますか?
(3)S−T間は工事中のため、通ることができないとします。
経路は何通りありますか?

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この問題は全体の形がきれいな長方形ですから、
初めにも書いたように、組合せの計算式でも解答が可能です。
しかし、全体の形が乱れてくると、計算式も容易ではなくなります。
やはり、今回の解法をマスターしておくと絶対お得でしょう。
もしかしたら中学受験を経験したOB、OGたちは、
中学や高校になっても今回の解法で解いているかも知れません。
それほど楽しくわかりやすい解法です。
(1)
下の図を見てください。それぞれの交差点に数字が書いてあります。
これらの数字は、A地点からその地点までの最短経路の数を示しています。
たとえば、Aから真上方向の交差点や、Aから真右方向の交差点へは、
すべて直進する1通りしか経路がありません。
Aの近くに2と書いてある交差点がありますが、
これは左側の1と下側の1を加えたものです。
つまり、Aから、2と書いてある交差点へ行く経路は、
左からくる経路(1通り)と下からくる経路(1通り)の合わせて2通りです。
このように、各交差点の数字は、
左と下の数字の合計で求めていくことができます。
AからBへ行く経路は、黒い数字を最後まで記入してください。
56通りが正解です。

(2)
チェックポイント(必ず通過する地点)がある場合は、下の図のように、
スタートAからチェックポイントP
チェックポイントPからゴールBを別々に考えます。
スタートAからチェックポイントP 10通り
チェックポイントPからゴールB 3通り
AからPまでの10通りの経路に対して、
PからBまでの経路がそれぞれ3通りずつあるので、
必ずPを通過する経路は 10×3=30通り
※(1)の答えから(2)の答えを引くと、Pを通らずにA〜Bへ行く経路が求められる(26通り)

(3)
通ることのできない禁止区間がある場合は、下の図のようになります。

T地点の数に注目してください。4+1=5になっていません。
これはS−T間が通れないため、
T地点の数字に、左側S地点の数字を加えていないからです。
T地点の数字は、Tのすぐ下にある交差点と同じ1になります。
(T地点には下からくる1通り以外にくる方法がない)
あとは(1)と同じように考えて、
ゴールのB地点へ行く経路は全部で44通りとなります。
※工事によって影響を受けた交差点は、数字を赤にしてあります
いかがでしたか? とてもやりやすそうな方法でしょう?
塾の授業でこれを教えると、楽しさのあまりやみつきになり、
みんなで問題を作っては、
ギャーギャー騒ぎながら解きっこしている生徒たちをよく見かけます。
最後に宿題です。
できた人は、トップページの解答用紙から送信してください。
正解者は「正解者コーナー」で定期的に発表しています。
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