センター試験2020年度 数IA 第3問[1]場合の数と確率

文系のための数学

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今回から「ヒント」と「解説」を2部構成に分けます。
「ヒント」を見て自分で回答を考えて、その後「解説」で確認する
という手順にすることで、より自分の知識として身に着けられるように
したいと思います。過去の記事も追って変更していきますので、
よろしくお願いいたします。

「ヒント」選択肢毎に正誤を判断していく

【⓪1枚のコインを投げる試行を5回繰り返すとき、少なくとも1回は表が
 出る確率をpとすると、p>0.95である】

ある事象が発生する確率を求める場合、

です。つまり「少なくとも1回は表が出る」事象が何通りあるか分かれば
その発生確率を求めることができます。具体例を挙げていくと、
下のような場合です。(〇が表、Xが裏とします)
〇XXXX 、 X〇XXX 、 XX〇XX 、 XXX〇X 、
XXXX〇 、 〇〇XXX 、 〇X〇XX 、 〇XX〇X 、
.........
途方もないバリエーションがあります。
〇が1回出る組み合わせ:5通り、〇が2回出る組み合わせ:?通り、
〇が3回出る組み合わせ:?通り、〇が4回出る組み合わせ:?通り、
〇が5回出る組み合わせ:1通り
これらを全部合計すれば、何通りあるか求めることはできますが、
もっと簡単にできないか?と考えることが重要です。つまり、

でもあるわけです。「少なくとも1回は表が出る」事象が起きない
のはどういうことか考えてみてください。

【①袋の中に赤球と白球が合わせて8個入っている....(略)】

要は袋から1個取り出したときに赤玉が出る確率が3/5かどうかを
聞かれています。余分な情報に惑わされずに、この確率をどうやって
求めるかを考えてください。袋の中には球が全部で何個ありますか?
そのうち赤球は何個ありますか?

【②箱の中に「い」と書かれたカードが1枚、「ろ」と....(略)】

この問題も⓪と似ています。カードに書かれた文字が「異なる」組合わせと、
カードに書かれた文字が「同じ」組合わせでは、どちらが算出が楽か
と考えるところからスタートです。また、5枚から2枚同時に取出す
組合わせは、1枚取り出し⇒戻してもう1枚取出す場合と異なるので注意。

【③コインの表を見て「オモテ(表)」または「ウラ(裏)」とだけ発言
  するロボットが2体ある....(略)】

いわゆる条件付き確率の問題です。A、Bの2つの事象があって、Aが起きた
ときにAかつBが起きる確率を求めたいときには

一例を挙げましょう。あるクラス10人の調査で、下のような結果を得られました。
 数学が好きな生徒は3人だった:事象Aの確率P=0.3
 英語が好きな生徒は5人だった:事象Bの確率P=0.5
 両科目とも好きな生徒は2人だった:事象A∩Bの確率PA∩B=0.2
数学が好きな生徒と分かっていて、その生徒が英語も好きな確率PA(B)は?

例えば10人が上のような内訳だったとしましょう。
数学が好きな生徒だと分かっていて、その生徒が英語も好きな場合というのは

上のように数学好きの3人を選んできて、「英語は好きですか?」と聞く
ことと同じ意味です。この例では2/3なので、10人の中で両科目とも
好きな生徒の確率0.2よりもだいぶ高いです。これを式に表すと、

数学を好きな人が少ないほど、選んできたときに両科目好きである確率が
高くなると考えると理解しやすいと思います。

で、今回の場合は事象Aが「2体のロボットがともに「オモテ」と発言する」
であり、事象Bが「コインが表を向いている」です。

正答およびその解説

では正答を解説していきましょう。

【⓪1枚のコインを投げる試行を5回繰り返すとき、少なくとも1回は表が
 出る確率をpとすると、p>0.95である】

「少なくとも1回は表が出る」の逆は「1回も表が出ない」です。つまり、
(少なくとも1回は表が出る確率)=1-(5回とも裏が出る確率)
となります。よって

従ってこの記述は正しい

【①袋の中に赤球と白球が合わせて8個入っている....(略)】

赤球と白球が袋にあわせて8個入っているが、1回の試行で赤球が出る
確率は赤球と白球の個数によるため、3/5とは限らない。従って
この記述は正しくない。となります。それまでに数回試行していても、
その結果は赤球が出る確率とは何の関係もありません。ちなみに赤球3個
白球5個の場合、袋から赤球が出る確率は3/8であり、どのような
組合わせであっても3/5になることはありません。

【②箱の中に「い」と書かれたカードが1枚、「ろ」と....(略)】

(書かれた文字が異なる確率)=1-(書かれた文字が同じ確率)
と考えると、書かれた文字が同じになる組合わせは「ろ」が2枚出る場合と、
「は」が2枚出る場合の2通りとなります。
また、5枚のカードから2枚を同時に取り出す組合わせは

従ってこの記述は正しい

【③コインの表を見て「オモテ(表)」または「ウラ(裏)」とだけ発言
  するロボットが2体ある....(略)】

ヒントの通り、事象Aが「2体のロボットがともに「オモテ」と発言する」
であり、事象Bが「コインが表を向いている」です。
事象Aは「コインが表を向いていて2体のロボットが正しく発言する」か、
「コインが裏を向いていて2体のロボットが誤って発言する」場合です。
それぞれの確率を算出して合わせたものが事象Aの確率となります。

また、コインが表を向いていてロボットが2体とも「オモテ」と発言する
確率P(A∩B)は、

なので、

従ってこの記述は正しくない
ちょっと難しいですね。②までに正答2つあるので、実際の受験生はこの問題を
飛ばしてしまっているのかもしれません。

基礎から見直したい項目がある時はスタディサプリがオススメです。

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英語も大事だよ~
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