場合の数とは?意味と数え方をわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

場合の数とは?意味と数え方をわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

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場合の数とは

ある事柄について、起こりうる場合が全部で何通りあるかという数です。もれなく、重なりなく数えるために、樹形図や表、和の法則・積の法則、順列・組合せを使います。

読み方:ばあいのかず/英語:number of cases(counting)/習う学年:小学6年(並べ方と組み合わせ方)。数学A(場合の数と確率)

まなぶくん

まなぶくん

数えるたびに答えが変わっちゃうんです…

合格先生

合格先生

思いつくまま数えると、もれたり重なったりするんだ。樹形図で、アルファベット順のように決まった順に書き出してごらん。慣れたら、かけ算でまとめて数えられるよ。

この用語のポイント

  • 場合の数 = 全部で何通りあるか。もれなく、重なりなく数える
  • 同時に起こらないならたす(和の法則)、続けて決めるならかける(積の法則)
  • 順番をつけるなら順列、選ぶだけなら組合せ

やさしく言うと

場合の数は、「全部で何通りあるか」のことです。みのまわりにもたくさんあります。

  • 服の組み合わせ:上着が 3 着、ズボンが 2 本あると、組み合わせは 3×2=63\times2=6 通りです。
  • リレーの走る順番:A・B・C の 3 人で走る順番は、1 番目が 3 通り、2 番目が 2 通り、3 番目が 1 通りで、6 通りです。
  • 暗証番号:0〜9 の数字を 4 けた並べる番号は、0000 から 9999 まで 10×10×10×10=1000010\times10\times10\times10=10000 通りです。数字が 1 けたふえるごとに 10 倍になるので、けたが多いほど当てにくくなります。

どの場合も大切なのは、もれなく、重なりなく数えることです。そのための道具が、枝分かれの図で書き出す樹形図と、たて・横に並べる表です。

1番目2番目3番目 3通り2通り1通り BC… ABCCB… ACBAAC… BACCA… BCABAB… CABBA… CBAC 3 × 2 × 1 = 6通り
A・B・C の3人の並び方は 3×2×1=6通り

まとめると、場合の数は「決まった順に書き出して、全部を数える」ことです。書き出すうちに、かけ算でまとめて数えられることに気づきます。

正しい数え方・よくある数えまちがい

○ 正しい数え方

  • 5人から班長1人と副班長1人を選ぶ:5×4=205\times4=20 通り(役割がちがうので順番を区別する)
  • 5人から当番2人を選ぶ:5×42=10\dfrac{5\times4}{2}=10 通り(2人に区別がない)
  • 大小2つのさいころの目の出方:6×6=366\times6=36 通り(大と小を区別する)
  • コインを3回投げる表裏の出方:2×2×2=82\times2\times2=8 通り
  • 上着3着とズボン2本:3×2=63\times2=6 通り

× よくある数えまちがい

  • 当番2人の選び方で、AB と BA を別々に数える(2倍に数えすぎ)
  • 3人の並び方で、C が先頭の並びを書き忘れて 4 通りと答える(もれ)
  • さいころで「7の目」を数に入れる(起こりえない)
  • 0, 1, 2 で 3 けたの数を作るとき、012 も数える(百の位に 0 は置けない)
  • 大小のさいころで (1, 2) と (2, 1) を同じものとして数える(大小は区別する)

まちがいの多くは、「区別するかどうか」と「ありえない場合を入れていないか」の見落としから起こります。数える前に、この 2 つを確かめましょう。

和の法則と積の法則

たくさんの場合を、1 つずつ書き出さずに数えるための 2 つの決まりがあります。

法則いつ使うか例
和の法則(たす)AとBが同時には起こらないとき、「AまたはB」の数大小2つのさいころで、目の和が5の倍数:和が5は4通り、和が10は3通り → 4+3=74+3=7 通り
積の法則(かける)Aの決め方それぞれに、Bの決め方があるとき、「AとBを続けて決める」数上着3着とズボン2本の組み合わせ:3×2=63\times2=6 通り

積の法則は、表にするとよくわかります。上着 1 着ごとに、ズボンが 2 通りずつあります。

黒のズボン白のズボン赤の上着赤・黒赤・白青の上着青・黒青・白緑の上着緑・黒緑・白 上着 3 通り × ズボン 2 通り = 6 通り 上着を1つ決めるごとに、ズボンが2通りずつある(積の法則)
上着3着×ズボン2本=6通り。1行に2通りずつ、3行ある

和の法則は、「場合分け」をしたときに使います。目の和が 5 の倍数になるのは、和が 5 か 10 のときです(12 以下なので 15 は出ません)。和が 5 と和が 10 は同時には起こらないので、それぞれの数をたします。

大のさいころの目 → 小のさいころの目 112345672234567833456789445678910556789101166789101112 和が5:4通り + 和が10:3通り = 7通り 5 と 10 は同時に起こらないので、たす(和の法則)
和が5は4通り、和が10は3通り。同時に起こらないので 4+3=7通り
まなぶくん

まなぶくん

たすのか、かけるのか、いつも迷っちゃいます。

合格先生

合格先生

「または」で場合を分けたらたす。「そして」で続けて決めていくならかける。文の中のことばに注目してごらん。

順列と組合せ

順列は、選んだものに順番をつけて並べるときの数です。組合せは、選ぶだけで順番は考えないときの数です。4人から2人を選ぶとき、組合せは6通りですが、順番をつけると1組につき2通りずつあるので12通りになります。

緑:選ぶだけ(組合せ) 赤:順番もつける(順列) {A, B}AB BA{A, C}AC CA{A, D}AD DA{B, C}BC CB{B, D}BD DB{C, D}CD DC 組合せ 6通り ×(並べ方 2通り)= 順列 12通り ₄C₂ = 6、₄P₂ = 4 × 3 = 12
4人から2人。選ぶだけなら6通り、順番もつけると12通り

この図から、組合せ=順列÷(選んだものの並べ方)だとわかります。2 人の並べ方は 2×1=22\times1=2 通りなので、12÷2=612\div2=6 です。

高校の数学Aでは、記号で  nPr\,{}_n\mathrm{P}_r(順列)、 nCr\,{}_n\mathrm{C}_r(組合せ)と書きます。 4P2=4×3=12\,{}_4\mathrm{P}_2=4\times3=12、 4C2=4×32×1=6\,{}_4\mathrm{C}_2=\dfrac{4\times3}{2\times1}=6 です。 nCr\,{}_n\mathrm{C}_r は (nr)\dbinom{n}{r} と書く本もあります。

こんなときどちら?例
役割・順位・席がちがう順列リレーの走順、班長と副班長、3けたの整数
グループに入れるだけ組合せ当番の2人、チームのメンバー、カードを3枚もらう
同じものをくり返し使える重複順列コインの表裏を3回、暗証番号

迷ったら、「2 つを入れかえたら、別のものになるか」を考えます。班長 A・副班長 B と、班長 B・副班長 A は別の結果なので順列。当番 A・B と当番 B・A は同じなので組合せです。

ボードで説明するまなぶくん

まなぶくん

並べる順番を区別するなら順列、区別しないなら組合せだよ!

テスト・入試ではこう出る

小学 6 年では、並べ方や組み合わせ方を、図や表を使って落ちや重なりがないように調べます。中学受験では、カードで整数を作る問題、道順の数、旗のぬり分けなどがよく出ます。中学 2 年では、確率を求めるために樹形図や表で場合の数を数えます。高校の数学Aでは、順列・組合せ・円順列・同じものをふくむ順列などをくわしく学び、大学入試では確率の問題の土台になります。

例題1(小学校・中学:カードで整数)

0, 1, 2, 3 の 4 枚のカードから 3 枚を並べて、3 けたの整数をつくります。全部で何個できますか。

  1. 百の位には 0 を置けないので、1, 2, 3 の 3 通り。
  2. 十の位には、百の位で使った数字以外の 3 枚(0 もふくむ)から 3 通り。
  3. 一の位には、残りの 2 通り。
  4. 続けて決めるので、積の法則で 3×3×2=183\times3\times2=18。

答え 18 個(「4×3×2=244\times3\times2=24」は、012 のような百の位が 0 のものまで数えたまちがい)

例題2(高校:組合せと「少なくとも」)

男子 4 人、女子 3 人の中から 3 人を選ぶとき、女子を少なくとも 1 人ふくむ選び方は何通りですか。

  1. 7 人から 3 人を選ぶ選び方は全部で  7C3=7×6×53×2×1=35\,{}_7\mathrm{C}_3=\dfrac{7\times6\times5}{3\times2\times1}=35 通り。
  2. 「女子を少なくとも 1 人ふくむ」の反対は「3 人とも男子」。男子 4 人から 3 人を選ぶのは  4C3=4\,{}_4\mathrm{C}_3=4 通り。
  3. 全体から引いて 35−4=3135-4=31。

答え 31 通り(女子 1 人・2 人・3 人の場合を数えてたしても 18+12+1=3118+12+1=31 で同じ)

ひらめいたまなぶくん

まなぶくん

条件がある場所(百の位や一の位)から先に決めると、数えやすいんだね!

まちがえやすい点

腕でバツを作る合格先生

合格先生

「入れかえたら別のものになる?」で、順列か組合せかを見分けよう!

  • 順列と組合せを取りちがえる:「班長と副班長」のように役割がちがえば順列、「当番2人」のように区別がなければ組合せです。迷ったら「入れかえたら別のものになるか」を考えます。
  • 和の法則と積の法則を取りちがえる:「または」で分かれる(同時に起こらない)ならたす、「続けて決める」ならかけます。たとえば「赤か青の上着」は 1+1=21+1=2 通り、「上着とズボン」は 3×2=63\times2=6 通りです。
  • 数えもれ・重なり:思いつくまま書くと、もれや重なりが出ます。アルファベット順・小さい順など、決まった順で樹形図や表に書き出すと防げます。
  • 0 の扱いを忘れる:整数を作る問題では、いちばん上の位に 0 は置けません。0 をふくむカードのときは、上の位から先に決めます。
  • 和の法則で重なりをたす:「2 の倍数または 3 の倍数」のように、同時に起こりうるもの(6 の倍数)をそのままたすと、重なりを 2 回数えてしまいます。重なりの分を 1 回引きます。

ことばの由来・記号

「場合の数」は、「起こりうる場合の、数」という意味のことばです。英語では、数え上げることを counting(カウンティング)といい、数え方を学ぶ数学の分野を combinatorics(組合せ論)といいます。

高校で使う記号の P は順列を表す英語 permutation(パーミュテーション)の頭文字、C は組合せを表す英語 combination(コンビネーション)の頭文字です。4×3×2×14\times3\times2\times1 のように 1 までかけたものは「4 の階乗」とよび、4!4! と書きます。

ミニ問題

問題1 A, B, C, D の 4 人が 1 列に並ぶ並び方は、全部で何通りですか。

答えと解き方を見る

24 通りです。1 番目は 4 通り、2 番目は残りの 3 通り、3 番目は 2 通り、4 番目は 1 通りなので、4×3×2×1=244\times3\times2\times1=24。樹形図をかくと、A が先頭の並びだけで 6 本の枝になります。

問題2 6 人の中から、そうじ当番を 2 人選びます。選び方は何通りですか。

答えと解き方を見る

15 通りです。順番をつけて選ぶと 6×5=306\times5=30 通りですが、当番の 2 人には区別がありません。(A, B) と (B, A) は同じ選び方なので、2 でわって 30÷2=1530\div2=15。高校の記号では  6C2=15\,{}_6\mathrm{C}_2=15 です。

問題3 1, 2, 3, 4, 5 の 5 枚のカードから 3 枚を並べて 3 けたの整数をつくるとき、偶数は何個できますか。

答えと解き方を見る

24 個です。

  1. 偶数になるのは、一の位が 2 か 4 のとき。条件のある一の位から先に決めると 2 通り。
  2. 百の位は、残りの 4 枚から 4 通り。
  3. 十の位は、残りの 3 枚から 3 通り。

2×4×3=242\times4\times3=24。百の位から順に決めると、一の位に使える数字が場合によって変わり、数えにくくなります。

関連する公式・用語

公式辞典で、くわしい証明と例題を見る

あわせて覚えたい用語

よくある質問

場合の数とは簡単にいうと何ですか?

起こりうる場合が全部で何通りあるか、という数です。服の組み合わせや、並ぶ順番の数などを数えます。

和の法則と積の法則のちがいは?

同時には起こらない場合に分けて数えるときは、それぞれの数をたします(和の法則)。1つ目を決めて、続けて2つ目を決めるときは、かけます(積の法則)。

順列と組合せのちがいは?

順列は選んだものに順番をつけて並べるときの数、組合せは選ぶだけで順番を考えないときの数です。4人から2人なら、順列は12通り、組合せは6通りです。

数えもれを防ぐにはどうすればいいですか?

アルファベット順や小さい順など、決まった順で樹形図や表に書き出します。書き出したあとで、かけ算で求めた数と合っているか確かめると安心です。

3けたの整数を作る問題で0のカードがあるときは?

百の位には0を置けないので、百の位から先に決めます。0, 1, 2, 3から3けたの整数を作ると、3×3×2=18個です。

場合の数は何年生で習いますか?

小学6年で並べ方と組み合わせ方を学び、高校の数学Aの「場合の数と確率」で順列や組合せをくわしく習います。

出典・参考

  • 文部科学省「小学校学習指導要領(平成29年告示)解説 算数編」第6学年 D データの活用(起こり得る場合)
  • 文部科学省「高等学校学習指導要領(平成30年告示)解説 数学編」数学A(場合の数と確率)

最終更新:2026年10月13日/作成:大学受験合格大作戦