自然数$m,\ n$が$m \geqq n$を満たすとする．$\mathrm{a}$という文字が$m$個，$\mathrm{b}$という文字が$n$個あり，それらの合計$m+n$個の文字を$1$列に並べるとき，下の問いに答えなさい．

(1)並べ方は全部で何通りあるかを求めなさい．
(2)$\mathrm{bb}$という文字列を含まない並べ方は全部で何通りあるかを求めなさい．
(3)$\mathrm{aab}$という文字列を含まない並べ方は全部で何通りあるかを求めなさい．

$1$から$5$の数字が書かれたカードが$1$枚ずつある．これらから$4$枚を選び，横$1$列に並べる．並べられたカードに書かれた数字を左から順に$a,\ b,\ c,\ d$とおく．このとき，次の問に答えよ．

(1)カードの並べ方の総数を求めよ．
(2)次のルールのもとで，$3$と$4$のカードを捨てる場合は何通りあるかを求めよ．
\begin{itemize}
$a<b<c<d$ならば，$b$と$c$のカードを捨てる．
$a<b<d<c$ならば，$b$と$d$のカードを捨てる．
$b<a<c<d$ならば，$a$と$c$のカードを捨てる．
$b<a<d<c$ならば，$a$と$d$のカードを捨てる．
その他は何も捨てない．
\end{itemize}
(3)$(2)$のルールのもとで，何も捨てない確率を求めよ．

$1$から$5$の数字が書かれたカードが$1$枚ずつある．これらから$4$枚を選び，横$1$列に並べる．並べられたカードに書かれた数字を左から順に$a,\ b,\ c,\ d$とおく．このとき，次の問に答えよ．

(1)カードの並べ方の総数を求めよ．
(2)次のルールのもとで，$3$と$4$のカードを捨てる場合は何通りあるかを求めよ．
\begin{itemize}
$a<b<c<d$ならば，$b$と$c$のカードを捨てる．
$a<b<d<c$ならば，$b$と$d$のカードを捨てる．
$b<a<c<d$ならば，$a$と$c$のカードを捨てる．
$b<a<d<c$ならば，$a$と$d$のカードを捨てる．
その他は何も捨てない．
\end{itemize}
(3)$(2)$のルールのもとで，何も捨てない確率を求めよ．

次の問に答えよ．

(1)関数$y=\log_{\frac{1}{2}}(3-x)$のグラフ$C_1$は，$y=\log_2 (x+1)$のグラフ$C_2$を原点について対称移動し，$x$軸方向に$[ソ]$だけ平行移動したものであり，$C_1$と$C_2$の交点の座標は
\[ \left( [タ] \pm \sqrt{[チ]},\ \log_2 \left( [ツ] \pm \sqrt{[テ]} \right) \right) \quad \text{（複号同順）} \]
である．また，関数$y=\log_2 (x+1)-\log_{\frac{1}{2}}(3-x)$は$x=[ト]$のとき，最大値$[ナ]$をとる．
(2)赤球$3$個，青球$2$個，白球$1$個の計$6$個の球を横一列に並べるとき，並べ方は全部で$[ニヌ]$通りある．

次の$[　]$に適する数または式を記入せよ．

(1)$0<\theta<\pi$とし，$t=\cos 2\theta$とおく．$\displaystyle \frac{\sin 3\theta}{\sin \theta}$と$\displaystyle \frac{\sin 5\theta}{\sin \theta}$をそれぞれ$t$を用いて表すと$[ア]$と$[イ]$となる．$\sin 5\theta=0$となる$\theta$のうち，$0<\theta<\pi$において最小のものの値は$[ウ]$である．したがって，$\displaystyle \cos \frac{2\pi}{5}$の値は$[エ]$である．
(2)$1$から$5$までの異なる整数が$1$つずつ書いてある$5$枚のカードを左から右へ順に並べたとき，カードに書かれた整数を左から$a_1,\ a_2,\ a_3,\ a_4,\ a_5$とおく．並べ方は全部で$[オ]$通りである．そのうち$a_1<a_2<a_3$かつ$a_3>a_4>a_5$となる並べ方は$[カ]$通りである．また，$a_1 \neq 1$かつ$a_2 \neq 2$となる並べ方は$[キ]$通りである．
(3)$4$次関数$y=3x^4-8x^3$は，$x=[ク]$のとき最小値$[ケ]$をとる．また直線$\ell$がこの$4$次関数が表す曲線と$2$点で接するとき，$2$つの接点のうち$x$座標が大きい方の$x$座標の値は$[コ]$である．

$0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5,\ 6$の数字が書いてある$7$個の石がある．このとき次の問いに答えなさい．

(1)これらの石から$3$個の石を選んで並べて，$3$桁の整数を作るとき$5$の倍数は何個あるか答えなさい．
(2)$7$個の石を円周上に並べるとき，$0$の両端に$1,\ 2$が並ぶ並べ方は何通りあるか答えなさい．
(3)$7$個の石を$1$列に並べるとき，$0,\ 1,\ 2$がどれも隣り合わない並べ方は何通りあるか答えなさい．

$\mathrm{A}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$，$\mathrm{D}$，$\mathrm{E}$の$7$個の文字すべてを$1$列に並べる．

(1)この並べ方は何通りあるか．
(2)$\mathrm{C}$と$\mathrm{D}$が隣り合うような並べ方は，何通りあるか．
(3)$\mathrm{C}$が$\mathrm{D}$よりも左にあり，かつ$\mathrm{E}$が$\mathrm{D}$よりも右にあるような並べ方は，何通りあるか．

$\mathrm{A}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$，$\mathrm{D}$，$\mathrm{E}$の$7$個の文字すべてを$1$列に並べる．

(1)この並べ方は何通りあるか．
(2)$\mathrm{C}$と$\mathrm{D}$が隣り合うような並べ方は，何通りあるか．
(3)$\mathrm{C}$が$\mathrm{D}$よりも左にあり，かつ$\mathrm{E}$が$\mathrm{D}$よりも右にあるような並べ方は，何通りあるか．

$10$個の文字$\mathrm{N}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{W}$，$\mathrm{A}$を左から右へ横$1$列に並べる．以下の問に答えよ．

(1)この$10$個の文字の並べ方は全部で何通りあるか．
(2)「$\mathrm{NAGARA}$」という連続した$6$文字が現れるような並べ方は全部で何通りあるか．
(3)$\mathrm{N}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{W}$の$3$文字が，この順に現れるような並べ方は全部で何通りあるか．ただし$\mathrm{N}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{W}$が連続しない場合も含める．
(4)同じ文字が隣り合わないような並べ方は全部で何通りあるか．

$10$個の文字$\mathrm{N}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{A}$，$\mathrm{W}$，$\mathrm{A}$を左から右へ横$1$列に並べる．以下の問に答えよ．

(1)この$10$個の文字の並べ方は全部で何通りあるか．
(2)「$\mathrm{NAGARA}$」という連続した$6$文字が現れるような並べ方は全部で何通りあるか．
(3)$\mathrm{N}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{W}$の$3$文字が，この順に現れるような並べ方は全部で何通りあるか．ただし$\mathrm{N}$，$\mathrm{R}$，$\mathrm{W}$が連続しない場合も含める．
(4)同じ文字が隣り合わないような並べ方は全部で何通りあるか．