数学A 第2章 確率 — 加法定理と排反事象

和事象と積事象

和事象と積事象について

さいころを1回投げる試行を考えよう.この試行において,標本空間

とすると,「偶数の目が出る」という事象 ,「3以下の目が出る」という事象

と表すことができる.

いま,「偶数の目が出るか,または,2以下の目が出る」という事象は, の和集合で

と表すことができる.

また,「偶数の目が出て,かつ,2以下の目が出る」という事象は, の共通部分で

と表すことができる.

定理1和事象と積事象 §

標本空間 の部分集合で表される2つの事象 において「 または 」を

和事象(sum event)

という.和事象は和集合 で表される(図参照).

図

また「 かつ 」を

積事象(product event)

という.積事象は共通部分 で表される (図参照).

図

加法定理と排反事象について

加法定理

ある試行の標本空間 と,事象 について考える.

事象 包含と排除の原理を用いると

が成り立つ.この両辺を標本空間 の根元事象の個数 で割ると

が成り立つ.

この のことを,確率の加法定理(addition theorem)という.

説明文
説明文
定理2加法定理 §

ある試行における事象 について

が成り立つ.

を求めるのに, を加えたのでは, を2回加えたことになる.そこで,余分な1回分の を引くのだと考えると覚えやすい.イメージは下の図のようになる.

図
問題1加法定理

2個のさいころ を同時に投げるとする. さいころ で3の目が出るか,またはさいころ で3の目が出る確率を求めよ.

解答を見る

:「 のさいころで3の目が出る」

:「 のさいころで3の目が出る」

とすると,求める確率は である.

いま,

である.

また,2つのさいころの目の出方は 通りあり, このうちともに3の目となるのは1通りであるから,

となる.

以上より

加法定理

排反事象

さいころを1回投げる試行において,偶数の目が出る事象 と,奇数の目が出る事象 は同時に起こることがない.別のいいかたをすれば,同時に起こらない事象の積事象は,次のように空事象になる.

一般に,2つの事象 が同時に起こることがないとき, は互いに排反(はいはん)(exclusive)である,または,排反事象(exclusive event)であるという.このとき, の積事象は空事象である.

説明文
説明文
定理3排反事象の加法定理 §

事象 において, が同時に起こらないとき,すなわち

が成り立つとき, は互いに排反であるという.

また,このとき であるから,加法定理より

が成り立つ.

3つ以上の事象でも,どの2つも互いに排反であるとき,それらの事象は排反であるという.

問題2排反事象~その1~

ジョーカーを含まない52枚のトランプの中から1枚のカードを引く.

事象

のカードを引く のカードを引く

: 3のカードを引く : 10以上のカードを引く

とする.次のうち,排反事象となるものをすべて選べ.

解答を見る
  1. であり, であるトランプ存在しない,つまり同時に起こりえないので, は排反である.
  2. であり,3であるカードは存在する( の3),つまり同時に起こりえるので, は排反ではない.
  3. 3であり,10以上であるカードは存在しない,つまり同時に起こりえないので, は排反である.
  4. 10以上であり, であるカードは存在する(例えば の11),つまり同時に起こりえるので, は排反ではない.

以上より,排反事象となるのは1. と3. である.

問題3排反事象~その2~

10本のくじの中に当りくじが3本ある.この中から4本のくじを同時に引くとき, 少なくとも2本の当りくじを引く確率を求めよ.

解答を見る

少なくとも2本の当りくじを引くのは,2本の当りくじを引く場合と,3本の当りくじを引く場合があり,

これらは排反な事象である.

まず,10本のくじの中から4本のくじを引く組合せの 通りは,どれも同様に確からしい.

このうち,2本の当りくじと2本のはずれくじを引く場合は

通り

あり,3本の当りくじと1本のはずれくじを引く場合は

通り

ある.

よって,求める確率は

余事象とその確率

余事象

事象 に対して,“ が起こらない”という事象を 余事象(complementary event)といい, で表す.余事象 は,事象 を表す集合 の補集合 で表される.

余事象 のさらに余事象は,“ が起こる”という事象 にもどる.

事象 は互いに排反で,それらの和事象 は標本空間 である.

余事象の確率

補集合の要素の個数より

が成り立つ.この両辺を, で割ると

が成り立つ.

説明文
説明文
定理4余事象の確率 §

事象 と,その余事象 において

が成り立つ.

このことは,ある事象 の確率を求めるのが大変な場合, むしろ の余事象 の要素の個数に着目すべきである, ということを教えてくれる.

問題4余事象

3つのさいころを同時に振るとき,少なくとも1つのさいころで3の倍数の目が出る確率を求めよ.

解答を見る

事象

:「3つのさいころで3の倍数の目が出ない」

とおくと,求める確率は である.

3つのさいころの目の重複順列 通りは,どれも同様に確からしい.

このうち,3の倍数の目がまったく出ないのは(3の倍数でない目が1,2,4,5と4つあるので)

通り

よって,3の倍数の目が出ない確率

求める確率は なので

となる.

元記事: http://www.ftext.org/text/section/98(取得日 2026-08-07)

最終更新: 2026-08-08

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