・組み分け                            ks 氏

 「1〜9の数を、3個づつ、三組に分けたとき、どの組のそれぞれの和も3の倍数となる分
け方は、何通りあるか。」

という受験問題があり、37通りだと思うのですが、

「1〜16の数を、4個づつ、四組に分けたとき、どの組のそれぞれの和も4の倍数となる分
け方は、何通りあるか。」

 複雑ですが、どうでしょうか?


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年9月29日付け)

 4で割った余り4つの合計が4の倍数になる組合せは、

(0,0,0,0) 、(0,0,1,3) 、(0,0,2,2) 、(0,1,1,2) 、(0,2,3,3) 、(1,1,1,1) 、(1,1,3,3) 、(1,2,2,3) 、
(2,2,2,2) 、(3,3,3,3)  の10通り。

 これから、あり得る分け方とそれぞれの場合の数を計算すると、

(0000)(1111)(2222)(3333) : 1

(0000)(1133)(1133)(2222) : 4C24C2÷2!=18      (← 1、3を2個ずつ2組に分ける。)

(0000)(1133)(1223)(1223) : 4P24P2×4C2÷2!=432
        (↑1、3を2個ずつ選んで2組に1個ずつに分ける。2を2個ずつ2組に分ける。)

(0013)(0013)(1133)(2222) : 4P24P2×4C2÷2!=432

(0013)(0013)(1223)(1223) : 4C24C2×4!・4!÷(2!)2=5184
               (↑ 0、2を2個ずつ2組に分ける。1、3を4組それぞれに分ける。)

(0013)(0022)(1133)(1223) :4P24P2×4C24C2 =5184

(0013)(0112)(0233)(1223) : 4P24P24P24P2=20736

(0022)(0022)(1111)(3333) : 4C24C2÷2=18

(0022)(0022)(1133)(1133) : 4C24C24C24C2÷(2!)2=324

(0022)(0112)(0112)(3333) : 4P24P2×4C2÷2!=432

(0022)(0112)(0233)(1133) : 4P24P2×4C24C2 =5184

(0022)(0233)(0233)(1111) : 4P24P2×4C2÷2!=432

(0112)(0112)(0233)(0233) : 4C24C2×4!・4!÷(2!)2=5184

 以上から、合計で、43561通り


 ksさんからのコメントです。(平成29年9月29日付け)

 ありがとうございました。勉強になりました。


(コメント) らすかるさんの手法を、

 「1〜9の数を、3個づつ、三組に分けたとき、どの組のそれぞれの和も3の倍数となる分
け方は、何通りあるか。」

という問題に適用してみました。

 3で割った余り3つの合計が3の倍数になる組合せは、(0,0,0) 、(1,1,1) 、(2,2,2) 、(0,1,2)
の4通り。

 これから、あり得る分け方とそれぞれの場合の数を計算すると、

(000)(111)(222) : 1

(012)(012)(012) : 3!・3!・3!÷3!=36

 以上から、合計で、37通り (→ ksさんの結果と一致して安心しました!)


 「16個での別バージョン」と題して、GAIさんよりご投稿いただきました。
                                      (平成29年9月30日付け)

 「1〜16の数を、2個ずつ八組に分けたとき、各組の差(大きい方から小さい数を引く)の
数が1から8までの一揃いになる」

 さて、そんな分け方は何通りあるでしょう。


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年9月30日付け)

 504通りですね。(→ 参考:「A004075」)


 「厳正なメンバー選び」と題して、GAIさんよりご投稿いただきました。
                                      (平成29年10月1日付け)

 1から20までの自然数をそれぞれ一個ずつ含んでいる集合から6個の自然数を選び出
した。さらに、選んだ6個 {1≦a<b<c<d<e<f≦20} を3個ずつ分ける方法で、63/2=10パタ
ーンができ、例えば、

 {a,b,c}→赤組 、{d,e,f}→白組

 {c,d,f}→赤組 、{a,b,e}→白組

   ・・・・・・・・・・・・

 {b,c,e}→赤組 、{a,d,f}→白組

と10パターンで適当に赤組、白組へ振り分けたら、a〜f が各5回ずつ赤、白組への振り分
けに含まれることが起こっていた。

 さて、振り分けた3つの数はそれぞれの組で積をとっていき、赤組の総和=白組の総和が
起こせるには、最初の6個の数は、206=38760(通り)の中に何通りあるでしょうか?



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