道順
(順列・組み合わせの応用)

 

 

 

 

 

 

  

  

  

  

 

 

  

  

  

  

 

 

  

  

  

  

 

 

 

 

 

 

  右の図のように、東西に4本、南北に5本の道路がある。このとき、地点から地点まで、遠回りをしないで行く道順は何通りあるか。

 

 

  

  

  

  

 

  

  

  

  

 

  

  

  

  

 

 

 

 

 

  遠回りをしないで行く道順は、右図のように右へ4区画、下へ3区画歩けばよいことになる。
  ところで、右へ4区画と下3区画の順番は、どのような順番でもよいことになる。すなわち、→ →→ →↓↓でもよいし、↓↓↓→ → → → でもよい等々である。

  それでは、これを数式化して道順の数を求めるためには、どのような考え方をすればよいのであろうか。
  一番分かりやすいのは、次のように考えることである。まず便宜上1本の横道を進むと考える。すなわち、→ → → → → →  → のように進むと考える。次に、この中のどこか3箇所で下へ1区画進むと考える。すなわち、→ →↓↓→ や、→ →→ →のように。

  これは、一郎から七郎までの7人を一列に並べて、その中で誰か3人へ進む者を選ぶ場合と同じであるから、その数式は
  
である。一般化すると、進む区画の総数をn、下へ進む回数をrとすれば、
  
となる。
  この式を別の公式 (同じものを含む順列) から導くことも可能である。すなわち、

  

  

  一般化すれば、進む区画の総数をn、東へ進む回数をq、下へ進む回数をrとすると、

  

簡単な式で理解しましょう