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確率・統計・回帰

また、有名なアルゴリズム問題である「巡回セールスマン問題(複数の都市をすべて1回ずつ訪問して出発点に戻る最短ルートを求める問題)」などでも順列が登場します。訪問する都市の順番をすべて洗い出す必要があるため、都市の数が増えると順列の数(n!:階乗)が爆発的に増加し、スーパーコンピュータを使っても計算が終わらなくなる「組み合わせ爆発」という現象が起こります。このように、問題の計算量(解くための難しさ)を評価する上でも、順列の概念は欠かせない知識となっています。

試験でのポイント

試験では、順列の計算式を直接問う問題だけでなく、情報セキュリティやネットワークの問題と絡めた応用問題として出題される傾向があります。特に多いのが、「数字とアルファベットを組み合わせたパスワードを作る際、特定の条件(最初の文字はアルファベットなど)を満たすパターンは何通りあるか」を計算させる問題です。この場合、単なる順列の公式を丸暗記しているだけでは解けず、各桁に入り得る文字の数を論理的に掛け合わせていく(積の法則)という本質的な理解が求められます。

順列(P)と組合せ(C)のどちらを使って計算すべきか迷いやすい点も、受験生がよく陥る罠です。見分けるポイントは、「選んだ要素を並べ替えたときに、意味が変わるか(別のものとして扱うか)」です。パスワードや暗証番号、役職(委員長と副委員長を選ぶなど)のように、順番に意味がある場合は「順列」を使います。試験本番で迷った時は、公式に頼り切るのではなく、「1桁目には何通りの選択肢があるか」「2桁目はどうか」と具体的に書き出して掛け算をしていく方法をとると、ケアレスミスを防ぎやすくなります。

関連する用語

組合せ、確率、階乗