確率とは何かの練習問題(全4問・解答つき)

数学A「確率とは何か」(確率)の練習問題を4問まとめました。解答は各問のすぐ下に折りたたんであります。そのまま印刷すれば、解答の見えない問題プリントになります。

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問題1同様に確からしい

次はA君の解答である。この解答は正しいか、間違っているかを考え、間違っていれば正しい解答を示せ。

「2枚の硬貨を同時に投げるとき、表と裏の出る枚数について、 の3通りの場合があるので、 表が2枚出る確率は である」

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この解答は

間違っている

2枚の硬貨をきちんと区別して、表と裏についてまとめると

の4通りがあり、これらは同様に確からしい。

この表の(裏、表)と(表、裏)をまとめて と1通りで表しているA君の解答では、 例えば と は同様に確からしいとはいえず、間違った確率を計算している。正しい解答は である.

問題2さいころ型の確率

1から4の目が書かれた正四面体のさいころを2回振るとき、 1回目と2回目の目の積が3の倍数となる確率を求めよ。

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正四面体のさいころを2回振ったときの目の出方の重複順列 通りは、同様に確からしい。

このうち、1回目と2回目の目の積が3の倍数となるのは

表の太字の7通り。

積が3の倍数となるのは、1回目か2回目のどちらかが3の目のときであるから、 3の列と3の行を合わせて 通り、と数えてもよい。

よって、求める確率は となる。

問題3くじ引き型の確率

1から4の数字が書かれたカードから2枚引くとき、1枚目と2枚目の数字の積が3の倍数となる確率を求めよ。

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1から4の数字が書かれたカードから2枚引くときの組合せ 通りは、同様に確からしい。

このうち、1枚目と2枚目の数字の積が3の倍数となるのは

表の太字の3通り。

積が3の倍数となるのは、引いた2枚のうちの1枚が3のカードのときであるから、 もう1枚の選び方を数えて3通り、と数えてもよい。

よって、求める確率は となる。

問題4表や樹形図の利用

次の問に答えよ。

  1. 1から4の目が書いてある正四面体のさいころを2回振る。2つの目の和が5となる確率を求めよ。
  2. 1から4までの数字が書いてある4枚のカードから、連続して2枚のカードを引く。はじめに引いたカードの数の方が、あとに引いたカードより小さくなる確率を求めよ。
  3. 1から4までの数字が書いてある4枚のカードから、連続して2枚のカードを引く。カードの数の和が5以上となる確率を求めよ。
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以下は、表でまとめた場合の解答である。樹形図についてまとめた場合には、それぞれの図を参照のこと。

  1. 正四面体のさいころを2回振ったときの目の出方の重複順列 通りは、同様に確からしい。

    このうち、2つの目の和が5となるのは、下の表の太字の部分を数えて4通り。よって、求める確率は となる。

    1回目の目1、2、3、4のそれぞれから、2回目の目1、2、3、4へ枝が伸びる樹形図。枝は全部で16本あり、2つの目の和が5になる1と4、2と3、3と2、4と1の4本にチェック印が付いている。

    【注意】

    組合せでまとめた下の表では、同様に確からしくないので、確率を求めることはできない。

    例えば、1の目と2の目が出る場合は、2回の振り方まで考えると の2通りにあたるが、1の目が2回出る場合は の1通りしかない。 つまり前者は後者の2倍起こりやすいので、この表や下の樹形図の10通りのうち、和が5になる太字の2通りを数えて としてはいけない。

    1回目の目1、2、3、4のそれぞれから、その目以上の数へだけ枝が伸びる樹形図。1からは1、2、3、4へ、2からは2、3、4へ、3からは3、4へ、4からは4へと枝が伸びて全部で10本あり、和が5になる1と4、2と3の2本にチェック印が付いている。
  2. 4枚のカードの中から2枚引いたときの順列 通りは、同様に確からしい。

    このうち、はじめに引いたカードの数の方が、あとに引いたカードより小さくなるのは、下の表の太字の部分を数えて6通り。よって、求める確率は となる。

    1枚目のカード1、2、3、4のそれぞれから、自分以外の数へ枝が伸びる樹形図。枝は全部で12本あり、1枚目より2枚目が大きくなる1と2、1と3、1と4、2と3、2と4、3と4の6本にチェック印が付いている。

    《別解》

    4枚のカードの中から2枚引いたときの大小関係は

    (1枚目のカード) (2枚目のカード) または

    (1枚目のカード) (2枚目のカード)

    のどちらかであり、これら2通りは同様に確からしい。よって、求める確率は となる。

  3. 4枚のカードの中から2枚引いたときの組合せ 通りは、同様に確からしい。

    このうち、カードの数の和が5以上となるのは、下の表の太字の部分を数えて4通り。よって、求める確率は となる。

    2枚のカードの組合せを表す樹形図。1から2、3、4へ、2から3、4へ、3から4へと枝が伸びて全部で6本あり、2枚の数の和が5以上になる1と4、2と3、2と4、3と4の4本にチェック印が付いている。

    《別解:順列で考える》

    4枚のカードの中から2枚引いたときの順列 通りは、同様に確からしい。

    このうち、カードの数の和が5以上となるのは、下の表の太字の部分を数えて8通り。よって、求める確率は となる。

    1枚目のカード1、2、3、4のそれぞれから自分以外の数へ枝が伸びる樹形図。枝は全部で12本あり、2枚の数の和が5以上になる1と4、2と3、2と4、3と2、3と4、4と1、4と2、4と3の8本にチェック印が付いている。