第53回  問題 (6月5日〜7月4日) 
3つの学校から代表2名が出場してテニスのシングルスの試合をする。全員が他の学校の選手4人と2試合ずつ行い、
また 一人が1日に1試合だけ行う。このとき8日間の日程の決め方は何通りでしょうか。ただし 同じ日に行う3試合の
順序は区別しないものとします。


解答
学校をA,B,Cとし 選手をA(0) A(1) B(0) B(1) C(0) C(1) とします。

たとえば A(0)とB(0)が対戦する日は A(1)はB(1)以外の選手と対戦しなくてはいけない。
すなわち 1日の対戦するパターンは A(0)が誰と対戦するか 4通り 
                        A(1)は「A(0)と対戦する学校以外の選手」と対戦する 2通り
 4×2=8通りあることになる。

これを書き出すと

@ A(0) - B(0)    A(1) - C(0)   B(1) - C(1)
A A(0) - B(0)    A(1) - C(1)   B(1) - C(0)
B A(0) - B(1)    A(1) - C(0)   B(0) - C(1)
C A(0) - B(1)    A(1) - C(1)   B(0) - C(0)
D A(0) - C(0)    A(1) - B(0)   B(1) - C(1)
E A(0) - C(0)    A(1) - B(1)   B(0) - C(1)
F A(0) - C(1)    A(1) - B(0)   B(1) - C(0)
G A(0) - C(1)    A(1) - B(1)   B(0) - C(0)

A(0) - B(0)が対戦する日程が @が2回 または @とA または Aが2回の3通り考えられる

@の日程が2日あるとき
A(1) - C(0)が2回実施されるので Bは実施されない よって A(0) - B(1)の対戦を含むBCのうち Cが2回実施される
B(1) - C(1)が2回実施されるので Dは実施されない よって A(0) - C(1)の対戦を含むDEのうち Eが2回実施される
すると B(0) - C(0)の対戦は Cで2回実施されるので Gは実施されない
以上から @CEFが2回ずつ実施されることがわかる。
この試合日程は 8!/(2!2!2!2!)=2520通りある

@Aの日程があるとき

 A(1) - C(0) がもう1試合なければいけないので Bが1回だけ実施される
 A(1) - C(1) がもう1試合なければいけないので Cが1回だけ実施される
 B(1) - C(1) がもう1試合なければいけないので Dが1回だけ実施される
    A(0) - C(0)がDで1試合しか実施されないので Eが1回だけ実施される
 B(1) - C(0) がもう1試合なければいけないので Fが1回だけ実施される
    A(0) - C(1)Gで1試合しか実施されないので Gが1回だけ実施される
よって@〜Gが1回筒ずつ実施されることになり
この試合日程は 8!= 40320

Aの日程が2日あるとき
 @と同じく2520通り

以上から 2520+40320+2520=45360 通り となります