秋田大学/2022年度

6秋田大学 2022年 数学 第6問解答・解説

場合の数と確率

1問題

秋田大学2022年度第6問
2つの袋AA、BBがある。袋Aには1から100までの番号が1つずつ書かれた100個のボールが、袋Bには1から10までの番号が1つずつ書かれた10個のボールがそれぞれ入っている。奇数の番号が書かれたボールは赤色、偶数の番号が書かれたボールは青色をしている。次の問いに答えなさい。

(i) 袋Aからボールを1個ずつ取り出していき、赤色のボールまたは50以下の番号が書かれたボールを取り出したとき終了とする。最大で何個のボールを取り出すことができるか答えなさい。ただし、取り出したボールは袋に戻さないものとする。

(ii) 袋 B から 5 個のボールを取り出して 1 列に並べるとき、ボールの色の並べ方は全部で何通りあるか求めなさい。

(iii) 袋 B から 8 個のボールを取り出して 1 列に並べるとき、ボールの色の並べ方は全部で何通りあるか求めなさい。

(iv) 袋 B から 4 個のボールを同時に取り出すとき、最も大きい番号が書かれているボールが青色で、他の 3 個のボールが赤色である確率を求めなさい。

まずは自分で解いてみましょう。解けたら、または詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2解答

解答を見る途中式つきの解答

解答

(i) 終了条件に該当しないのは、青色で番号が50より大きいボール、すなわち 52,54,…,10052,54,\ldots,100 の25個である。最大限続けるにはこの25個を先に取り出す。その後は残るどのボールも終了条件に該当するので、もう1個取り出して終了する。よって最大は26個。

(ii) 袋Bには赤玉・青玉が各5個ある。5個を並べる色の列では赤玉の個数が0から5までのいずれでも実現可能である。したがって色の並べ方は
∑r=055Cr=25=32通り. \sum_{r=0}^{5}{}_{5}\mathrm{C}_{r}=2^5=32\text{通り}.

(iii) 8個を並べるとき、赤玉の個数を rr とすると、赤玉と青玉がそれぞれ袋に5個ずつあるため r≦5r\leqq5 かつ 8−r≦58-r\leqq5、すなわち 3≦r≦53\leqq r\leqq5。よって色の並べ方は
∑r=358Cr=8C3+8C4+8C5=56+70+56=182通り. \sum_{r=3}^{5}{}_{8}\mathrm{C}_{r}={}_{8}\mathrm{C}_{3}+{}_{8}\mathrm{C}_{4}+{}_{8}\mathrm{C}_{5}=56+70+56=182\text{通り}.

(iv) 4個の選び方の総数は 10C4=210{}_{10}\mathrm{C}_{4}=210 通り。最大番号の玉が青玉で、残る3個がそれより小さい赤玉となる場合を数える。最大番号が6, 8, 10のときの選び方はそれぞれ 3C3=1{}_{3}\mathrm{C}_{3}=1, 4C3=4{}_{4}\mathrm{C}_{3}=4, 5C3=10{}_{5}\mathrm{C}_{3}=10 通りであり、最大番号が2または4では小さい赤玉を3個選べない。したがって有利な選び方は15通りで、求める確率は
1510C4=15210=114. \frac{15}{{}_{10}\mathrm{C}_{4}}=\frac{15}{210}=\frac1{14}.

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 和の法則
  • 積の法則
  • 組合せ
  • 確率の基本法則

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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