P |
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Q |
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、P地点からQ地点まで、遠回りをしないで行く道順は何通りあるか。
P |
→ |
→ |
→ |
→ |
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↓ |
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↓ |
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↓ |
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Q |
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、