확률과 통계순열과 조합수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

카드 나열 빈칸

문제

숫자 11, 22, 33, 66, 1818이 하나씩 적혀 있는 55장의 카드가 있다. 다음은 이 55장의 카드를 일렬로 나열할 때, 이웃한 두 카드에 적혀 있는 수의 곱이 모두 66의 배수가 되도록 나열하는 경우의 수를 구하는 과정이다.

이웃한 두 카드에 적힌 수의 곱이 66의 배수가 되지 않는 경우는 11, 22가 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우와 11, 33이 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우이다.

(ⅰ) 11, 22가 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우 이 두 카드를 한 묶음으로 생각하고, 두 카드의 자리를 바꾸는 것을 고려하면 11, 22가 적힌 두 카드가 이웃하도록 55장의 카드를 나열하는 경우의 수는 (){\square {( \text{가} ) ^{}}}이다. (ⅱ) 11, 33이 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우 (ⅰ)과 마찬가지로 경우의 수는 (){\square {( \text{가} ) ^{}}}이다. (ⅲ) (ⅰ)과 (ⅱ)가 동시에 일어나는 경우 11, 22, 33이 적힌 세 카드를 한 묶음으로 생각하고, 세 카드 중 11이 적힌 카드가 가운데에 위치하도록 55장의 카드를 나열하는 경우의 수는 (){\square {( \text{나} ) ^{}}}이다.

55장의 카드를 일렬로 나열하는 모든 경우의 수는 5!=1205 ! = 120 이므로 (ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)에 의해 구하는 경우의 수는 (){\square {( \text{다} ) ^{}}}이다.

위의 (가), (나), (다)에 알맞은 수를 각각 pp, qq, rr라 할 때, p+q+rp + q + r의 값은? [4점] 9696100100104104108108112112

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해설

[출제의도] 합의 법칙을 이용하여 경우의 수를 추론한다. (ⅰ) 11, 22가 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우 이 두 카드를 한 묶음으로 생각하여 나열하는 경우의 수는 4!4 !이고, 두 카드의 자리를 바꾸는 경우의 수는 22이므로 11, 22가 적힌 두 카드가 이웃하도록 55장의 카드를 나열하는 경우의 수는 4!×2=4 ! \times 2 =48{\square {48 ^{}}}이다. (ⅱ) 11, 33이 적힌 두 카드가 서로 이웃하는 경우 (ⅰ)과 마찬가지로 경우의 수는 48{\square {48 ^{}}}이다. (ⅲ) (ⅰ)과 (ⅱ)가 동시에 일어나는 경우 11, 22, 33이 적힌 세 카드를 한 묶음으로 생각하여 나열하는 경우의 수는 3!3 !이고, 세 카드 중 11이 적힌 카드가 가운데에 위치하도록 세 카드를 나열하는 경우의 수는 22이므로 55장의 카드를 나열하는 경우의 수는 3!×2=3 ! \times 2 =12{\square {12 ^{}}}이다. 55장의 카드를 일렬로 나열하는 모든 경우의 수는 5!=1205 ! = 120이므로 (ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)에 의해 구하는 경우의 수는 120(48+4812)=120 - \left( 48 + 48 - 12 \right) =36{\square {36 ^{}}}이다. 따라서 p=48p = 48, q=12q = 12, r=36r = 36이므로 p+q+r=48+12+36=96p + q + r = 48 + 12 + 36 = 96

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