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[SPI・数学]確率:和の法則[無料問題集]

2018年7月2日

今回はSPI確率の和の法則を用いた問題について確認していきましょう。

ラク
ラク
確率も積の法則より和の法則の方が面倒だよな・・・
カズ
カズ
和の法則は場合分けしないといけないからね・・・

SPI和の法則の例題

確率における和の法則も見ていきましょう。

条件別に分けて、それぞれを積の法則で求めた後に足し合わせます。

これも組み合わせで一度用いた法則なので、解法がピンと来ない人はもう一度組み合わせでおさらいしてください。

問題1

AとBがくじ引きをした。くじは全部で5本あり、そのうち2本があたりである。

一度引いたくじは戻さないものとしたときに、最初にAが、次にBがくじを引いてどちらか1人だけがあたりを引く確率はどれだけか。

\frac{1}{5} \frac{2}{5} \frac{3}{5} \frac{1}{10} \frac{3}{20} \frac{2}{25} \frac{3}{25} \frac{6}{25} \frac{9}{25}

(ログイン後回答すると、ここに前回の正誤情報が表示されます)

問1の正解を表示
\frac{3}{5}
問1の解説を表示
積の法則だけでは求められない問題です。

まず、問題文の「どちらか1人だけがあたりを引く確率」に注目します。

これは言い換えると、「Aだけがあたりを引く」場合と、「Bだけがあたりを引く」場合の2通りがあります。

「Aだけがあたりを引く」場合

まず「Aだけがあたりを引く」場合を見てみましょう。

Aがあたりを引く確率は、二項定理の公式を使って求めればよいです。

全部で5本のくじがあるので、全体の引き方は_5 C _1で5通りです。

また、あたりは2本あるので、あたりの引き方は_2 C _1で2通りとなります。

ここで確率の公式、\frac{求める場合の数}{全ての場合の数}に、求める場合の数にあたりを引く引き方の2通りを、全ての場合の数にくじの引く引き方の5通りを当てはめます。

したがってその確率は\frac{2}{5}となります。

このとき、Aだけがあたりを引くので、Bはあたりを引いてはいけません。したがってBがはずれを引く確率を求めます。

全部で5-1本のくじがあり、はずれの本数は3本なので、確率は\frac{3}{4}となります。

ここから、「Aがあたりを引く確率」と「Bがはずれを引く確率」を積の法則を用いて計算すると、以下のようになります。

\frac{2}{5} \times \frac{3}{4} = \frac{3}{10}

これよりAだけがあたりを引く確率は\frac{3}{10}です。

「Bだけがあたりを引く」場合

次は「Bだけがあたりを引く」場合を考えます。

Aがはずれを引く確率は5本中3本なので\frac{3}{5}です。

Bがあたりを引く確率は4本中、残り2本のため\frac{2}{4}です。

これをAのとき同様に積の法則で求めればよいため、以下のような式になります。

\frac{3}{5} \times \frac{2}{4} = \frac{3}{10}

これよりBだけがあたりを引く確率は\frac{3}{10}です。

求めたそれぞれの確率を最後に和の法則で足し合わせます。

\frac{3}{10} + \frac{3}{10} = \frac{3}{5}

したがって、片方だけがあたりを引く確率は\frac{3}{5}です。

問題2

ハート、ダイア、クローバ、エースの柄のトランプがそれぞれ1~13まである。ここから1枚トランプを抜いたとき、ハートが出る確率は\frac{1}{4}である。

まず1枚抜いて確認した後、そのカードをもとに戻してからシャッフルし、もう一度1枚抜く。その2枚のうち、1枚だけハートのカードである確率はいくらか。

\frac{1}{2} \frac{1}{4} \frac{3}{4} \frac{1}{8} \frac{3}{8} \frac{5}{8} \frac{7}{8} この中に答えはない

(ログイン後回答すると、ここに前回の正誤情報が表示されます)

問2の正解を表示
\frac{3}{8}
問2の解説を表示
今回の問題では「カードをもとに戻す事」に注意します。

ハートを引く確率は\frac{13}{52} = \frac{1}{4}で、ハート以外を引く確率は\frac{52-13}{52} = \frac{3}{4}です。

したがって、「1枚だけハートのカード」となる確率は以下のように求められそうです。

\frac{1}{4} \times \frac{3}{4} = \frac{3}{16}

しかし、問1でもあったように1回目がハートで2回目はハート以外なのか、1回目がハート以外で2回目がハートなのかをしっかりと分けて考える必要があるので、このままでは正解できません。

1回目がハートで2回目はハート以外の場合は以下の式で問題ありません。

\frac{1}{4} \times \frac{3}{4} = \frac{3}{16}

1回目がハート以外で2回目がハートの場合の式は以下のようになります。

\frac{3}{4} \verb|[1回目はハート以外]| \times \frac{1}{4} \verb|[2回目はハート]|= \frac{3}{16}

これらを足し合わせましょう。

\frac{3}{16} + \frac{3}{16} = \frac{3}{8}

答えは\frac{3}{8}です。

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SPI和の法則のまとめ

今回は一度引いたものを戻すか戻さないかを重点として和の法則を用いた問題を用意しました。

それぞれ計算がどのように変わるか、しっかりと理解しておきましょう。

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