신용동 고1수학과외







신용동 고1수학과외: 원순열에서 회전 배치를 중복 계산하지 않는 연습
신용도서관에서 원순열 문제를 다시 보던 학생은 5명을 원탁에 앉히는 경우를 5!로 계산했다. 사람을 앉히는 순서를 모두 세었다는 점에서는 자연스러웠지만, 원탁을 돌려 같은 배치가 되는 경우까지 서로 다른 배열로 센 것이 오류였다.
기준이 되는 한 사람을 고정하다
교정할 때는 계산을 늘리지 않고, 한 사람의 자리를 기준점으로 정했다. A를 고정하면 나머지 4명만 배열하면 되므로 원순열의 수는
4! = 24
이다. 이 방법은 회전한 배치를 새 경우로 세지 않도록 기준을 하나만 남기는 방식이다.
표현이 바뀐 문제에 적용하기
이번에는 “6명이 둥근 탁자에 앉을 때, 탁자를 돌려 같아지는 배치는 하나로 본다”는 문장으로 바꾸었다. 학생은 특정 인물을 고정한 뒤 남은 5명의 순서만 세어
5! = 120
을 얻었다. 숫자만 바뀐 것이 아니라, 회전한 결과를 같은 배치로 취급한다는 조건을 문장 속에서 찾아 원순열을 선택한 점이 핵심이었다.
- 일렬 배열처럼 모든 사람의 자리를 따로 세는가?
- 회전으로 겹치는 배치를 하나로 보는가?
새 배열을 직접 돌려 확인하기
마지막에는 4명 A, B, C, D의 배열에서 A-B-C-D와 B-C-D-A가 같은지 판단하게 했다. 학생은 실제로 배열을 한 칸씩 회전해 두 배치가 일치함을 확인했고, 회전으로만 바뀐 배열을 중복해서 세면 안 된다는 기준을 스스로 설명했다.
이후에는 원순열 문제를 만나면 곧바로 팩토리얼을 계산하기보다, 회전해서 같은 배치를 하나로 보는지 먼저 판별하기로 했다.