수학여정 - 문제 분석 리포트

(2025학년도) 2024년 9월 모의평가 고3 수학 확통 23번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류확률과 통계 · 경우의 수 / 같은 것이 있는 순열
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
23. 다섯 개의 숫자 1,2,2,3,3을 모두 일렬로 나열하는 경우의 수는? [2점]
① 10    ② 15    ③ 20    ④ 25    ⑤ 30

1. 문제의 요지

이 문제는 같은 것이 포함된 순열의 수를 구하는 공식을 적용할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 다섯 개의 숫자 1,2,2,3,3
- 모두 일렬로 나열하는 경우의 수를 구함

3. 풀이의 순서

이 문제는 같은 것이 있는 순열 공식을 이용하여 풀이합니다.

구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.

step1. 주어진 숫자들의 총 개수와 각각의 중복된 개수를 파악합니다.

step2. 같은 것이 있는 순열 공식을 적용하여 식을 세웁니다.

step3. 팩토리얼을 계산하여 최종 경우의 수를 구합니다.

4. 풀이의 도구

- 같은 것이 있는 순열 : n개 중에서 같은 것이 각각 p개, q개, , r개 있을 때 (p+q++r=n), 이 n개를 모두 일렬로 나열하는 경우의 수는 n!p!×q!××r! 입니다.

5. 구체적 풀이

숫자들을 나열할 때, 모양이 완전히 똑같은 숫자들끼리는 자리를 바꿔도 새로운 경우가 만들어지지 않아요. 그래서 전체를 다 다르다고 생각하고 나열한 뒤, 중복해서 세어진 만큼 나누어 주어야 합니다.

step1. 숫자 구성 파악하기

주어진 숫자는 1,2,2,3,3으로 총 5개입니다.

이 중에서 숫자 1은 1개, 숫자 2는 2개, 숫자 3은 2개가 있어요.

숫자가 모두 다르다고 착각하여 단순히 5!로 계산하지 않도록 조심해야 해요.

step2. 식 세우기

같은 것이 포함된 순열의 경우의 수는 전체 개수의 팩토리얼을 같은 것들의 개수의 팩토리얼로 나누어 구합니다.

전체 숫자가 5개이므로 분자는 5!이 되고, 같은 숫자인 2가 2개, 3이 2개 있으므로 분모는 2!×2!이 됩니다.

따라서 식은 5!2!×2! 가 됩니다. (1은 1개이므로 1!은 생략해도 무방해요.)

step3. 계산하여 답 구하기

이제 세운 식을 계산해 볼게요.

5!=5×4×3×2×1=120

2!×2!=(2×1)×(2×1)=4

따라서 1204=30이 됩니다.

정답은 30입니다.

[정답] ⑤

⚡ 실전용 풀이

step1. 숫자 구성 파악하기

총 5개의 숫자: 1 (1개), 2 (2개), 3   --- 2개

step2. 식 세우기

5!2!×2!   --- 같은 것이 있는 순열 이용

step3. 계산하여 답 구하기

=1202×2

=30

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

같은 숫자가 중복되어 있다는 사실을 간과하고 단순히 5!로 계산하여 120을 답으로 생각할 수 있어요.
같은 것이 있는 순열 공식을 잊어버려 어떻게 나누어야 할지 헷갈릴 수 있어요.

🔑 돌파구

나열하려는 대상 중에 같은 것이 몇 개씩 있는지 먼저 개수를 세어보세요.
전체 개수의 팩토리얼을 같은 것들의 개수의 팩토리얼로 나누어주는 공식을 적용하세요.
팁: 같은 것이 있는 순열은 자리를 선택하는 조합으로도 생각할 수 있어요. (예: 5자리 중 1이 들어갈 1자리 고르기)

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