5개의 p, 5개의 v 그리고 2개의 c를 동일한 알파벳이 연달아 나오지 않도록 일렬로 배열하는 경우의 수를 먼저 생각하자.
첫 번째 c앞에 배열되는 p,v의 개수를 A1, c와 c사이에 배열되는 p,v의 개수를 A2 그리고 두 번째 c뒤에 배열되는 p,v의 개수를 A3라고 하면 A1+A2+A3=10이고 c가 연달아 배열될 수 없으므로 A2>0이다.
이제 몇 가지 소경우로 나누어 경우의 수를 헤아리자.
(1) A1=A3=0
이 경우는 p가 먼저 배열되는 경우와 v가 먼저 배열되는 경우 2가지이다.
(2) A1=0,A2,A3>0
A2가 짝수인 경우 순서쌍 (A2,A3)를 헤아리면 4가지이다.
각 순서쌍 (A2,A3)에 대해 p,v의 배열의 경우의 수는 4이므로 A2가 짝수인 경우 배열의 경우의 수는 4×4=16이다. 이제 A2가 홀수라고 하고 순서쌍 (A2,A3)를 헤아리면 5가지이고 각 (A2,A3)에 대해 생각할 수 있는 p,v의 배열은 2가지이다.
그러므로 5×2=10가지이다. 전체적으로 16+10=26가지이다.
(3) A1,A2>0,A3=0 (2)와 마찬가지로 26가지이다.
(4) A1,A2,A3가 모두 0보다 큰 짝수인 세 순서쌍 (A1,A2,A3)는 모두 6개이고 이러한 각 (A1,A2,A3)에 대한 p,v의 배열의 가지 수는 8가지이다. 그러므로 6×8=48가지이다.
(5) A1,A2,A3중 두 개는 홀수이고 하나는 0보다 큰 짝수인 세 순서쌍은 모두 30개이고 각 순서쌍에 대한 p,v의 배열의 가지수는 4이므로 30×4=120가지이다.
그러므로 5개의 p, 5개의 v 그리고 2개의 c를 동일한 알파벳이 연달아 나오지 않도록 일렬로 배열하는 경우의 수 2+26+26+48+120=222이다.
위의 각 경우에 대해 5명의 피아노 연주자의 순열 5!, 5명의 바이올린 연주자의 순열 5!, 그리고 2명의 첼로연주자의 순열 2!을 곱해야 하므로 전체 경우의 수는
222×5!×5!×2!=222×5!×5!×2!=6393600 가지이다.
| 문항 | 채점 기준 | 배점 |
|---|
| 문항1번 | (1) 피아노 5대, 바이올린 5개 그리고 첼로 2개를 같은 종류의 악기가 연달아 나타나지 않도록 배열하는 경우의 수를 헤아리고 222에 가까운 가지 수를 제시한 경우 | 10 |
| 문항1번 | (2) (1)의 계산이 부정확하지만 5!×5!×2!을 곱하여 답을 제시한 경우 | 20 |
| 문항1번 | (3) (1)의 계산이 정확한 경우 | 40 |
| 문항1번 | (4) 정확한 경우의 수를 계산한 경우 | 70 |