용곡동 고2수학과외







남녀 번갈아 앉는 원탁배치에서 생긴 오류
학생은 남학생 4명과 여학생 4명을 원탁에 앉히며 남녀가 번갈아야 한다는 조건을 보고, 두 집단을 각각 독립적인 원순열로 계산했다.
처음 계산: 남학생 배치 3!, 여학생 배치 3!이므로
3! × 3! = 36
하지만 이 계산은 두 집단 사이의 상대적 위치를 결정하지 못한다. 원탁에서 남학생을 배치한 뒤, 남학생 사이의 빈자리에 여학생을 넣어야 한다.
한 집단을 먼저 고정하는 방법
회전해서 같은 배치를 하나로 보므로 남학생 4명을 원형으로 놓는 방법은
3! = 6
남학생 사이에는 여학생이 앉을 빈자리가 4개 생긴다. 여학생 4명을 이 자리에 배치하는 방법은
4! = 24
따라서 전체 경우의 수는
3! × 4! = 144
인원수가 다를 때의 판단
남녀가 엄격하게 번갈아 앉으려면 두 집단의 인원수가 같아야 한다. 한 집단이 더 많으면 다른 집단 사이의 빈자리에 모두 배치할 수 없기 때문이다.
새 문제
남학생 5명과 여학생 5명이 원탁에 앉을 때 남녀가 번갈아 앉는 경우의 수를 구하면
(5−1)! × 5! = 4! × 5! = 2,880
반대로 남학생 5명과 여학생 4명이라면 엄격한 남녀 교대가 불가능하므로 경우의 수는 0이다.
최종 확인
검산할 때는 먼저 교대가 가능한 인원 구성인지 확인하고, 가능하다면 한 집단의 원순열과 다른 집단의 빈자리 배치를 곱한다.
따라서 용곡동과외에서 이 유형을 점검할 때도 인원수 판정 → 원형 배치 → 사이 자리 배치의 순서를 지키면 독립적인 원순열을 곱하는 오류를 피할 수 있다.