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、
地点から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
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)
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?



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、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、から真上方向の交差点や、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。

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、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、
スタートからチェックポイント
チェックポイントからゴールを別々に考えます。

スタートからチェックポイントP  10通り
チェックポイントからゴール   3通り

からまでの10通りの経路に対して、
から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。

地点の数に注目してください。4+1=5になっていません。
これは間が通れないため、
地点の数字に、左側地点の数字を加えていないからです。

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。
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。


<宿題番号9>
講座で紹介した問題は、タテ3×ヨコ5マスの長方形でした。
では、タテ4×ヨコ7マスの長方形の場合、
スタート(左下)からゴール(右上)まで、
遠回りせずに行く経路は、全部で何通りありますか?