東北大学/2023年度

1東北大学 2023年 数学 第1問解答・解説

場合の数と確率

1問題

東北大学2023年度第1問
赤玉4個と白玉5個の入った、中の見えない袋がある。玉はすべて、色が区別できる他には違いはないものとする。A、Bの2人が、Aから交互に、袋から玉を1個ずつ取り出すゲームを行う。ただし取り出した玉は袋の中に戻さない。Aが赤玉を取り出したらAの勝ちとし、その時点でゲームを終了する。Bが白玉を取り出したらBの勝ちとし、その時点でゲームを終了する。袋から玉がなくなったら引き分けとし、ゲームを終了する。

(1) このゲームが引き分けとなる確率を求めよ。

(2) このゲームに A が勝つ確率を求めよ。

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

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • (1)
    1126\dfrac{1}{126}
  • (2)
    3863\dfrac{38}{63}

3解答

解答を見る途中式つきの解答

解答

(1) 引き分けには、Aの5回の番がすべて白、Bの4回の番がすべて赤でなければならない。赤玉4個の位置は全部で9C4=126{}_{9}\mathrm{C}_{4}=126通りあり、どれも同確率である。引き分けの色列は白、赤、白、赤、白、赤、白、赤、白の1通りだから、確率は1/1261/126である。

(2) Aが勝つのは、第1、3、5、7手で初めて赤玉を引く場合である。それまでAは白、Bは赤を引いている必要がある。それぞれの確率は
p1=49,p3=594837=542,p5=5948473625=263, p_1=\frac49,\quad p_3=\frac59\frac48\frac37=\frac5{42},\quad p_5=\frac59\frac48\frac47\frac36\frac25=\frac2{63},
p7=59484736352413=1126. p_7=\frac59\frac48\frac47\frac36\frac35\frac24\frac13=\frac1{126}.
第9手まで続けば、赤玉4個はすべてBが引いておりAは勝てない。これらは互いに排反であるから、求める確率は
49+542+263+1126=3863. \frac49+\frac5{42}+\frac2{63}+\frac1{126}=\frac{38}{63}.

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

  • 組合せ
  • 無復元抽出
  • 排反事象の加法

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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