組分けの問題で「 で割る」ときと「割らない」ときがある。どっちなのか判断できない——場合の数で最も落としやすい場面です。
判断基準は1つだけです。同じ人数の組が何個あるか。それが 個なら で割ります。それだけです。
結論:同じ人数の組の個数だけ割る
- まず組に名前をつけて(A組、B組、C組)数える
- 同じ人数の組が 個あれば、その で割る
| 分け方 | 同じ人数の組 | 割る数 |
|---|---|---|
| 2人・2人・2人 | 3個 | |
| 4人・1人・1人 | 2個(1人組が2つ) | |
| 3人・2人・1人 | なし | 割らない |
人数が全部違えば、名前がなくても組を見分けられる。だから割る必要がありません。
なぜそうなるのか
「名前あり」で数えた数は、「名前なし」の1つの分け方を何回か数えています。その回数を求めればよい。
名前なしの分け方が1つ決まったとき、そこに名前を貼り直す方法が何通りあるか——それが数えた回数です。
2人・2人・2人のとき
3つの組はどれも2人。どの組にA、B、Cのどれを貼ってもよいので 通り。
3人・2人・1人のとき
人数が違うので、3人組にはAしか貼れない(Aが3人組と決まっているとき)。貼り方は1通りだけ。だから割りません。
4人・1人・1人のとき
4人組は決まりますが、2つの1人組は入れ替えられるので 通り。
ここでも「重複した回数で割り戻す」という同じ原理が働いています。
やってみる:6人を3つの組に
ケース1:2人ずつ3組
まずA組、B組、C組と名前をつけて数えます。
名前がない3つの組に分けるなら、 で割って
【検算】別の数え方で確かめます。1人を固定する方法です。
特定の1人(Pとします)の相方は残り5人から1人で5通り。残った4人を2人ずつ2組に分けるのは、そのうちの1人の相方を選ぶので3通り。
一致 ○
ケース2:3人・2人・1人
Aに3人、Bに2人、Cに1人と決めて数えると
人数がすべて違うので割りません。名前をとっても60通りです。
【検算】順番を変えて数え直します。1人組を先に選ぶと
一致 ○ 選ぶ順番を変えても答えは同じです。
ケース3:4人・1人・1人
Aに4人、Bに1人、Cに1人として
1人組が2つあるので で割って
【検算】直接考えます。4人組を選べば残り2人は自動的に1人ずつなので
一致 ○ こちらのほうが速い数え方です。
「部屋に入れる」と「組に分ける」は別
問題文の言い回しで判断します。
| 問題文 | 組の区別 |
|---|---|
| 「A室、B室、C室に入れる」 | あり(割らない) |
| 「3つの部屋に入れる」 | あり(部屋は場所が違う) |
| 「3つの組に分ける」 | なし(割る) |
| 「3チームをつくる」 | なし(割る) |
名前や場所がついていれば区別あり。「グループに分ける」だけなら区別なしです。
人数が指定されないとき
6人をA室とB室に入れる方法は何通りか。ただし空室があってもよい。
1人ずつ、AかBかを選ぶだけです。
空室を許さないなら
全員がAに入る場合と、全員がBに入る場合を除いて
部屋に名前がない(2つの組に分ける)なら
同じ大きさかどうかに関係なく、2つの組を入れ替えたものが重複しています。
【検算】人数の内訳で数え直します。
| 内訳 | 通り数 |
|---|---|
| 1人と5人 | |
| 2人と4人 | |
| 3人と3人 |
一致 ○ 3人と3人のときだけ2で割るところが、この記事の主題そのものです。
学校の授業では、なぜここが飛ばされやすいのか
1. 判断が問題文の言い回しで決まるのに、その読み分けが練習項目になりにくいから
「A組・B組」と「3つの組」で答えが 倍違います。しかしこれは数学の計算ではなく、日本語の読み取りです。
教科書は計算方法を示す構成になっているため、言い回しを並べて比較する場面は独立した項目として置かれにくい。結果として読み分けは各自の経験に任されやすい状態になります。
2. 例題ごとに割ったり割らなかったりして、原理が見えにくいから
2人ずつ3組では で割り、3人・2人・1人では割らない。並んだ例題だけを見ると、規則がないように見えます。
本当は「同じ人数の組の個数」という1つの基準で決まっているのですが、その基準が明示されないと問題の型ごとの暗記になってしまう。型が増えるほど破綻します。
3. 場合の数は扱う型が多く、1問あたりの時間が短いから
順列・組合せ・同じものを含む順列・円順列・組分けと、短期間に多くの型が連続します。
そのため「なぜ割るのか」を毎回確認する余裕が構造上とりにくく、解法の手順だけが残りやすい。小さい例で全部書き出して確かめるという一手間が、ここでは特に効きます。
【検算】3つの方法
1. 別の順番で数え直す
どの組から選んでも答えは同じになります。
【検算】3人・2人・1人:、 ○
2. 内訳ごとに数えて合計する
全体を人数の組み合わせで分けて足すと、別ルートの答えが出ます。
【検算】2つの組に分ける(空なし):、 ○
3. 整数になるか
分け方の個数は必ず整数です。分数が出たら、割る数を間違えています。
【検算】 ○、 ○
もし3人・2人・1人で誤って で割ると となり、整数にはなりますが別の数え方(60)と合いません。2つの方法で数えるのが最も確実です。
よくあるミス
ミス1:いつも で割ってしまう
同じ人数の組の個数で決まります。人数が全部違えば割りません。
ミス2:部屋に名前があるのに割ってしまう
A室とB室は入れ替えたら別の入れ方です。割りません。
ミス3:「4人・1人・1人」で で割る
割るのは1人組2つ分の だけです。
ミス4:空の組を許すかどうかを読み落とす
「少なくとも1人」「空室があってもよい」を必ず確認します。
ミス5: で数えたあと、空を除き忘れる
2部屋なら全員が片方に入る2通りを引きます。
ミス6:割る前に空を除いていない
先に空を除いてから割るのが正しい順序です。 は誤り、 が正解。
練習問題
- 8人をA組・B組に4人ずつ分ける方法は何通りか。
- 8人を4人ずつ2つの組に分ける方法は何通りか。
- 6人を3人・2人・1人の3つの組に分ける方法は何通りか(組に名前はない)。
- 6人をA室・B室・C室に2人ずつ入れる方法は何通りか。
- 5人をA室・B室に入れる方法は何通りか(空室があってもよい)。
- 5を、空室を許さない場合で答えなさい。
- 5人を2つの組に分ける方法は何通りか(組に名前はなく、空の組は認めない)。
- 6人を4人・1人・1人の3つの組に分ける方法は何通りか(組に名前はない)。
解答
- 70(残り4人はB組に決まる)
- 同じ人数の組が2つなので 35
- 人数が全部違うので割らない。60
- 名前があるので割らない。90
- 32
- 30
- 15。検算:内訳で数えると ○
- 1人組が2つなので 15。検算:4人組を選ぶだけなので ○
まとめ
- まず組に名前をつけて数える
- 同じ人数の組が 個あれば で割る。これが唯一の基準
- 人数が全部違えば割らない(組を見分けられるから)
- 部屋・A組B組は区別あり、「3つの組」「3チーム」は区別なし
- 人数指定がなければ1人ずつ行き先を選ぶ( や )
- 空を除いてから割る。順序を逆にしない
- 検算は別の順番で数え直す/内訳ごとに足す/整数になるか
同じものを含む順列、円順列、そしてこの組分け——3つとも「重複して数えた回数で割り戻す」という同じ操作です。違うのは「何が重複を生んでいるか」だけ。同じものの入れ替えなのか、回転なのか、組の名前の貼り替えなのか。そこを毎回一言で言えるようにしておけば、公式を思い出せなくても答えは出せます。
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