数学検定準2級

【高校数学 A】確率

問1
大小 2 個のさいころを同時に投げるとき,出る目の和が 8 になる確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{5}{36}\)

目の出方は全部で \(6\times 6=36\)(通り)あり,これらは同様に確からしい。

和が 8 になるのは,(大,小)=\((2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2)\) の 5 通り。

大\小123456
1234567
2345678
3456789
45678910
567891011
6789101112

よって,求める確率は \(\dfrac{5}{36}\)

問2
1 から 9 までの番号が 1 つずつ書かれた 9 枚のカードから,同時に 3 枚を取り出すとき,3 枚とも奇数の番号である確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{5}{42}\)

9 枚から 3 枚を取り出す方法は \({}_9\mathrm{C}_3=\dfrac{9\cdot 8\cdot 7}{3\cdot 2\cdot 1}=84\)(通り)

奇数の番号は 1,3,5,7,9 の 5 枚なので,3 枚とも奇数となる取り出し方は \({}_5\mathrm{C}_3=10\)(通り)

よって,求める確率は \(\dfrac{10}{84}=\dfrac{5}{42}\)

問3
男子 4 人,女子 3 人の合計 7 人の中から,くじびきで 3 人の委員を選ぶとき,男子 2 人,女子 1 人が選ばれる確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{18}{35}\)

7 人から 3 人を選ぶ方法は \({}_7\mathrm{C}_3=35\)(通り)

男子 4 人から 2 人,女子 3 人から 1 人を選ぶ方法は \({}_4\mathrm{C}_2\times{}_3\mathrm{C}_1=6\times 3=18\)(通り)

よって,求める確率は \(\dfrac{18}{35}\)

問4
1 から 100 までの整数が 1 つずつ書かれた 100 枚のカードから 1 枚を取り出すとき,その数が 3 の倍数または 5 の倍数である確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{47}{100}\)

3 の倍数である事象を \(A\),5 の倍数である事象を \(B\) とする。

U(100 個) A B 27 個 6 個 14 個

\(n(A)=33\)(\(3\times 1\) ~ \(3\times 33\)),\(n(B)=20\),\(A\cap B\) は 15 の倍数で \(n(A\cap B)=6\)

\(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)=\dfrac{33}{100}+\dfrac{20}{100}-\dfrac{6}{100}=\dfrac{47}{100}\)

問5
1 枚の硬貨を 5 回続けて投げるとき,表がちょうど 3 回出る確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{5}{16}\)

1 回の試行で表が出る確率は \(\dfrac{1}{2}\)。5 回のうち表が出る 3 回の選び方は \({}_5\mathrm{C}_3\) 通りあるので,反復試行の確率より

\[ {}_5\mathrm{C}_3\left(\frac{1}{2}\right)^3\left(\frac{1}{2}\right)^2=10\times\frac{1}{32}=\frac{5}{16} \]

問6
1 個のさいころを 4 回続けて投げるとき,少なくとも 1 回は 6 の目が出る確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{671}{1296}\)

「少なくとも 1 回は 6 の目が出る」の余事象は「4 回とも 6 以外の目が出る」である。

4 回とも 6 以外の目が出る確率は \(\left(\dfrac{5}{6}\right)^4=\dfrac{625}{1296}\)

よって,求める確率は \(1-\dfrac{625}{1296}=\dfrac{671}{1296}\)

問7
赤玉 4 個,白玉 3 個が入っている袋から,玉を 1 個取り出し,それをもとに戻さずに続けてもう 1 個取り出す。2 回目に取り出した玉が赤玉である確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{4}{7}\)

1 回目の結果で場合分けして考える。

赤 白 赤 白 赤 白 4/7 3/7 3/6 3/6 4/6 2/6 ← 該当 ← 該当 1回目

(i) 1 回目赤,2 回目赤:\(\dfrac{4}{7}\times\dfrac{3}{6}=\dfrac{12}{42}\)

(ii) 1 回目白,2 回目赤:\(\dfrac{3}{7}\times\dfrac{4}{6}=\dfrac{12}{42}\)

(i),(ii) は互いに排反なので,求める確率は \(\dfrac{12}{42}+\dfrac{12}{42}=\dfrac{24}{42}=\dfrac{4}{7}\)

(参考:くじびきと同様に,取り出す順番によらず赤玉である確率は \(\dfrac{4}{7}\) になる。)

問8
ある製品は,工場 A で全体の 60%,工場 B で全体の 40% が生産されている。工場 A の製品の 3%,工場 B の製品の 5% が不良品である。
全製品の中から 1 個を取り出したところ不良品であった。この製品が工場 A で生産されたものである確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{9}{19}\)

取り出した製品が工場 A の製品である事象を \(A\),工場 B の製品である事象を \(B\),不良品である事象を \(E\) とする。

不良品 \(E\)良品計
工場 \(A\)\(0.6\times 0.03=0.018\)\(0.582\)\(0.6\)
工場 \(B\)\(0.4\times 0.05=0.020\)\(0.380\)\(0.4\)
計\(0.038\)\(0.962\)\(1\)

\(P(E)=P(A\cap E)+P(B\cap E)=0.018+0.020=0.038\)

求める確率は条件付き確率 \(P_E(A)\) であるから

\[ P_E(A)=\frac{P(A\cap E)}{P(E)}=\frac{0.018}{0.038}=\frac{9}{19} \]

問9
1 個のさいころを 1 回投げて,1 の目が出たら 600 円,2 または 3 の目が出たら 150 円の賞金がもらえ,それ以外の目が出たら賞金はもらえないゲームがある。このゲームを 1 回行うときの賞金の期待値を求めなさい。
▼解答・解説
答え 150 円

賞金とその確率をまとめると,次の表のようになる。

賞金(円)6001500計
確率\(\dfrac{1}{6}\)\(\dfrac{2}{6}\)\(\dfrac{3}{6}\)1

\[ 600\times\frac{1}{6}+150\times\frac{2}{6}+0\times\frac{3}{6}=100+50+0=150 \]

よって,期待値は 150 円

問10
A,B の 2 人が試合を繰り返し行い,先に 3 勝した方を優勝とする。1 回の試合で A が B に勝つ確率は \(\dfrac{2}{3}\) であり,引き分けはないものとする。A が 4 試合目で優勝する確率を求めなさい。
▼解答・解説
答え \(\dfrac{8}{27}\)

A が 4 試合目で優勝するのは,「3 試合目までに A が 2 勝 1 敗」であり,かつ「4 試合目に A が勝つ」場合である。

3 試合目までに A が 2 勝 1 敗となる確率は \({}_3\mathrm{C}_2\left(\dfrac{2}{3}\right)^2\left(\dfrac{1}{3}\right)=3\times\dfrac{4}{9}\times\dfrac{1}{3}=\dfrac{4}{9}\)

よって,求める確率は \(\dfrac{4}{9}\times\dfrac{2}{3}=\dfrac{8}{27}\)

(注意:4 試合目の勝ちは確定しているので,\({}_4\mathrm{C}_3\) としないこと。)