積の法則・和の法則(集合版)

積の法則・和の法則の利用

1,2,3,4,5,6の数字が書いてあるさいころを1回振り,さらに1,2,3,4の数字が書いてある4枚のカードから1枚引くとする.

  1. 2つの数字の出方には全部で何通りの場合があるか.
  2. 2つの数字の和が4の倍数となるのは何通りか.

  1. さいころの数字6通りのそれぞれに対して,カードの数字は4通りに定まるから,積の法則より \[6\times4=\boldsymbol{24}通り\]

    《補足》 このことを,集合で表現すると以下のようになる.

    $A$ :「さいころを1回振る」

    $B$ :「カードを1枚引く」

    とおくと,求める場合の数は $n(A\times{B})$ となり

    \begin{align} n(A\times{B})&= n(A)\times{n(B)}\\ &= 6\times4=\boldsymbol{24}通り \end{align}
  2. 2つの数字の和が4の倍数となるのは
    1. 2つの数字の和が4の場合
    2. 2つの数字の和が8の場合

    に分けることができ,i)の場合は(さいころ,カード)の順で $(1,~3),(2,~2),(3,~1)$ の3通りあり,

    ii)の場合も $(4,~4),(5,~3),(6,~2)$ の3通りある.

    また,これらは同時に起こることはないから,和の法則より

    \[3+3=\boldsymbol{6}通り\]

    《補足》 このことを,集合で表現すると以下のようになる.

    $P$ :「2つの数字の和が4である」

    $Q$ :「2つの数字の和が8である」

    とおくと,求める場合の数は $n(P\cup{Q})$ となり, $P\cap{Q}=\emptyset$ であるから \begin{align} n(P\cup{Q})&=n(P)+n(Q)\\ &=3+3=\boldsymbol{6}通り \end{align}