次の問いに答えよ．

(1)$1$から$15$までの自然数全体からなる集合$\{1,\ 2,\ \cdots,\ 15\}$の部分集合で，$10$個の要素からなり，すべての要素の和が$56$以上になるものは全部で$\kakkofour{$30$}{$31$}{$32$}{$33$}$個ある．
(2)女子$7$人と男子$4$人がいる．その中から$3$人を選び，$3$個の異なるお菓子を$1$人に$1$個ずつ与える．ただし，$2$人以上の女子を選ばなければならないとすると，与える方法は$[$34$][$35$][$36$]$通りである．

空欄$[$1$]$から$[$11$]$にあてはまる数値または式を記入せよ．

(1)$(3x+2)(2x^2-5x+3)$を展開すると，$[$1$]$となる．
(2)男子$5$人，女子$3$人が$1$列に並ぶとき，女子$3$人が続いて並ぶ方法は$[$2$]$通り，一端に男子，もう一端に女子が並ぶ方法は$[$3$]$通りある．
(3)$\displaystyle \frac{1+2i}{1-3i}+\frac{1-4i}{1+3i}=a+bi$（$a,\ b$は実数）と表すとき，$a=[$4$]$，$b=[$5$]$である．
(4)$1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5$の$5$個の数字を用いて$3$桁の整数をつくるとき，奇数は全部で$[$6$]$個できる．ただし，同じ数字を繰り返し用いてもよい．
(5)$0 \leqq \theta \leqq \pi$のとき，関数$y=-2 \sin^2 \theta+8 \cos \theta+3$は，$\theta=[$7$]$のとき，最小値$[$8$]$をとる．
(6)不等式$\displaystyle \frac{1}{9^x}-\frac{30}{3^x}+81 \leqq 0$の解は$[$9$]$である．また，$-2 \leqq x \leqq 0$において関数$\displaystyle y=\frac{1}{9^x}-\frac{30}{3^x}+81$は，$x=[$10$]$のとき，最小値$[$11$]$をとる．

男子$9$人，女子$5$人の合計$14$人の中から，バレーボールの選手を$6$人選んでチームをつくる．

(1)$6$人の選び方は全部で$\kakkofour{カ}{キ}{ク}{ケ}$通りある．
(2)男子$3$人，女子$3$人となる選び方は$[コ][サ][シ]$通りある．
(3)$6$人のチームが男女混合チームとなる選び方は$\kakkofour{ス}{セ}{ソ}{タ}$通りある．

$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$，$\mathrm{D}$，$\mathrm{E}$，$\mathrm{F}$の$6$人の女子と$\mathrm{W}$，$\mathrm{X}$，$\mathrm{Y}$，$\mathrm{Z}$の$4$人の男子の合計$10$人を$7$人と$3$人の$2$チームに分ける．ただし，どちらのチームにも少なくとも$1$人の男子が属するようにする．

(1)このようなチームの分け方は何通りあるか．
(2)$\mathrm{A}$と$\mathrm{B}$が同じチームに属するようなチームの分け方は何通りあるか．
(3)$\mathrm{F}$と$\mathrm{W}$が同じチームに属するようなチームの分け方は何通りあるか．
(4)$\mathrm{A}$と$\mathrm{B}$が異なるチームに属し，かつ，$\mathrm{F}$と$\mathrm{W}$も異なるチームに属するようなチームの分け方は何通りあるか．

あるクラスに男子$4$名（$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$，$\mathrm{D}$），女子$5$名（$\mathrm{E}$，$\mathrm{F}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{H}$，$\mathrm{I}$），計$9$名の生徒がいる．以下の各問に答えよ．

このクラスでは，下図のように先生$1$名を含めて$10$名で$1$つの丸いテーブルを囲んで座っている．このとき，以下の並び方について答えよ．
（図は省略）
(1)先生の右隣りに男子生徒が座る並び方は何通りあるか．
(2)先生の両隣りに男子生徒が座る並び方は何通りあるか．
(3)女子生徒同士が隣り合わないように座る並び方は何通りあるか．
いま，このクラスで$4$名の発表者を選ぶことになった．このとき，以下の発表者の選び方について答えよ．
(4)生徒全員からの発表者の選び方は何通りあるか．
(5)男子生徒から$2$名かつ女子生徒から$2$名の発表者の選び方は何通りあるか．

ある高校の写真部には，$1$年生が男子$3$名，女子$2$名の計$5$名，$2$年生が男子$(6-x)$名，女子$x$名の計$6$名，$3$年生が男子$1$名，女子$3$名の計$4$名，全員で$15$名が所属している．

(1)$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，選ばれた生徒の中に$2$年生が含まれる確率を求めよ．
(2)$2$年生$6$名は，両端が女子生徒になるように$1$列に並ぶことができる．そのような並び方が$144$通りであるとき，$x$の値を求めよ．
(3)$x$が$(2)$で求めた値をとるとする．$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，$3$名とも女子生徒で，かつ$3$名の学年がそれぞれ異なる確率を求めよ．

ある高校の写真部には，$1$年生が男子$3$名，女子$2$名の計$5$名，$2$年生が男子$(6-x)$名，女子$x$名の計$6$名，$3$年生が男子$1$名，女子$3$名の計$4$名，全員で$15$名が所属している．

(1)$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，選ばれた生徒の中に$2$年生が含まれる確率を求めよ．
(2)$2$年生$6$名は，両端が女子生徒になるように$1$列に並ぶことができる．そのような並び方が$144$通りであるとき，$x$の値を求めよ．
(3)$x$が(2)で求めた値をとるとする．$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，$3$名とも女子生徒で，かつ$3$名の学年がそれぞれ異なる確率を求めよ．

次の空欄を適当に補え．

(1)$x$が$x^2+x+1=0$を満たすとする．このとき$2x^4-x^3-2x^2-4x+2$の値は$[$(\mathrm{a])$}$である．
(2)方程式$3^{2x+1}+2^3 \cdot 3^x-3=0$を解くと$x=[$(\mathrm{b])$}$である．
(3)$2$つの単位ベクトル$\overrightarrow{a}$，$\overrightarrow{b}$に対して，$2 \overrightarrow{a}+3 \overrightarrow{b}$の大きさが$\sqrt{7}$のとき，$\overrightarrow{a}$と$\overrightarrow{b}$のなす角は$[$(\mathrm{c])$}$である．
(4)$t>0$とする．$3$次関数$y=x^3-3x^2-9x+t$のグラフと$x$軸との共有点がただ$1$つのとき，定数$t$の値の範囲は$[$(\mathrm{d])$}$である．
(5)$\mathrm{A}$を含む男子$4$人と$\mathrm{B}$を含む女子$5$人が$1$列に並ぶ．このとき，$\mathrm{A}$と$\mathrm{B}$が隣り合う確率は$[$(\mathrm{e])$}$である．また，男子が隣り合わない確率は$[$(\mathrm{f])$}$である．
(6)関数$\displaystyle f(x)=\frac{1}{2}x^2-3 \log (x+2)$の最小値は$[$(\mathrm{g])$}$である．

男子$3$人と女子$4$人が円卓のまわりに座るとき，次の設問に答えよ．

(1)並び方の総数を求めよ．
(2)男子$3$人はいずれも隣り合わない並び方の数を求めよ．

女子$6$人，男子$3$人が次のように並ぶ方法はそれぞれ何通りあるか．

(1)男子$3$人が続いて並ぶように，この$9$人が$1$列に並ぶ．
(2)両端が男子になるように，この$9$人が$1$列に並ぶ．
(3)男子がどの$2$人も隣り合わないように，この$9$人が円形に並ぶ．