[98 九州大] (1) 正 角形 , △AEI, △BFJ, △CGK, △DHL 4 , 正 角形 与え 3
点 選び方 4通 。
(2) 正 角形 い 等辺 角形 総数 , 頂点 1 決 底辺 決 方 4
通 , 41248通 。 (1) 正 角形 合わ , 48 4 52通 。
(3) 円 直 直角 角形 斜辺 こ 着目 。
ま , 斜辺 1 決 う1 頂点 決 方 10 通 。ま 斜辺 決 方 6通 , 直角 角形 与え 3点 選び方 10 6 60通
。
(4) 点A 頂点 角形 考え 一般性 失わ い。
(i) 直角 角形 場合
AG 斜辺 , 互い 合同 い 角形 他 頂点 選び方 B, C,
D 3通 。
(ii) 鈍角 角形 場合
対称性 考え , 最大辺 AF, AE, AD, AC あ 。
互い 合同 い 角形 他 頂点 選び方 , 最大辺 AFま AE
B, C 2通 , ADま AC B け 1通 , 合わ
2 2 1 2 6通 。 (iii) 鋭角 角形 場合
対称性 考え , 最大辺 AF, AE あ 。
互い 合同 い 角形 他 頂点 選び方 , 最大辺 AF H, I 2 通 , AE I け 1通 , 合わ 2 1 3通 。
(i)(ii)(iii) , 互い 合同 い 角形 , 3 6 3 12個あ 。
[解 説]
(1) (3)ま 有 問題 。昨年 会津大 6n等分 場合 類題 出 いま 。
[98 お茶の水女大・文]
(1) 9枚 カード 3枚取 出 9C3 84通 組合 同様 確 しい。
対応 3点 角形 さ い , 3点 同一直線上 あ 。
こ , 縦 並び, 横 並び 3 通 , 対角線上 2 通 , 合わ 3 2 2 8通 。
, 角形 確率 , 1 8
84 19 21
あ 。
(2) 9枚 カード 重複 許し 3枚取 出し 並べ 93 729通 重複順列
同様 確 しい。
対応 3点 角形 さ い , 次 3 場合 あ 。 (i) 3点 異
3点 選び方 (1) 同 く8通 , そ 各々 対し 3!通 取 出し
方 あ , 83!48通 。 (ii) 2点 け 同一点
一致 点 考え 2 点 選び方 9P2 72通 , そ 各々 対し 3 通 取 出し方 あ , 72 3 216通 。
(iii) 3点 同一点
こ 場合 明 9通 。
以上 , 角形 確率 , 1 48 216 9 729
152 243
あ 。
[解 説]
[98 名古屋大・情報]
(1) 記録さ 数 積 5 割 いう事象 A , 事象A 積 5
割 い, わ 記録さ 数 べ 5以外 数 ,
P A
n ( ) 8
9
, P A P A
n ( ) 1 ( ) 1 8
9
(2) 記録さ 数 積 2 割 いう事象 B , (1) 同様 し ,
P B
n ( ) 5
9
記録さ 数 積 10 割 いう事象 AB ,
P A( B) 1 P A( B) 1 P A( B)
1
P A( )P B( )P A( B)
1 P A( )P B( )P A( B)
ここ , 事象AB 積 2 5 割 い, わ 記録さ べ
数 1, 3, 7, 9 い ,
P A B
n ( ) 4
9
以上 , P A B
n n n ( ) 1 8
9
5 9
4 9
[解 説]
解 中ほ 書い P A( B) 1 P A( )P B( )P A( B) いう関係式 ポ イント 。余事象 確率 方 考えや い , こ 式 用い 考え 整理しま 。
[98 一橋大]
(1) A 勝 確率, 負け 確率 そ 2
3 1 3
, あ 。
(i) 3回目 A 優勝 , A 3連勝 , そ 確率
2 38 27 3
(ii) 4回目 A 優勝 , 3回目ま A 2勝1敗 4回目 A 勝
, そ 確率 3 2
2 2 3 1 3 2 3 8 27
C
(iii) 5回目 A 優勝 , 4回目ま A 2勝2敗 5回目 A 勝
, そ 確率 4 2
2 2 2 3 1 3 2 3 16 81
C
(i)(ii)(iii) , p 8
27 8 27 16 81 64 81
(2) A m回目 優勝 し , そ ま A 勝 回数, 負け 回数
そ a, b , a b m, a b 2 。 こ , a m2 b m
2
2 2
, , m 偶数 あ 。
ま , 2回試合 し , A 1勝1敗 確率 , 2 12 3
1 3
4 9
C 。
k≧2 し 2k回目 A 優勝 , A 2(k1)回目ま 1勝1敗 パタ
ーン 続け, そ 後2連勝 場合 あ 。 こ 確率 ,
49 2 3 4 9 1 2
k k
, こ k1 成 立 。
, qn
k n n k n
4 9 4 9 1 4 9 1 4 9 4 5 1 4 9 1(3) qn p
n n 4 5 1 4 9 64 81 4 5 1 81 4 9
qn>p
⇔
1
81 4 9
> n
⇔
1
9 9 4 1 2 n >qn<p
⇔
1
81 4 9
< n
⇔
1
9 9 4 1 2 n <ここ , 1
9 9 4 9 4 729 1024 1 1 9 9 4 9 4 6561 4096 1 2 5 3 5 2 6 4 6 < , >[98 東京医歯大]
(1) 101. 秒後 粒子 1個 , A→D, B→D, C→D ,
P1
3
1 1
3
1 27
( )
粒子 2個 , ま A B 合体 考え ,
A→C, B→C, C→任意 ま A→D, B→D, C→D以外 場合 , そ 確率 ,
1
3 1
1 3
2 3
5 27
2 2
。
B C 合体 , C A 合体 同様 ,
P2 1 5
27 3 5 9 ( )
ま , P3 1 1 P1 1 P2 1 11 27 ( ) ( ) ( )
(2) 粒子 n1秒後ま 合体 , n秒後 合体し 2個 確率 ,
Q n P n P
n ( ) 3( ) 1 2( )
1
1 1 5
9 11 27
(3) 2個 粒子 あ , 1秒後 合体し 1個 確率 , (1) 同様 考え ,
13 2
2 9 2
, 2個 粒子 合体し い確率 , 1 2 9
7 9
。
そこ , k秒後 1 k n1 粒子 2個 , n秒後 2個 粒子 存在 確率 ,
11
275 9
7 9
27 11
5 9
7 9
11 27
9 7 1
k n k n k
15
117 9
11 21 n k
こ , kn 場合 ,
P2(n)
1511 7 9
11 21
15 11
7 9
11 10 1
11 21 1
n k k
n n n
3 2
7 9
11 27 n n
ま , P n
n
3 11
27
( ) , P n P n P n
n n
1 1 2 3 1 3
2 7 9
1 2
11 27 ( ) ( ) ( )
[解 説]
[98 名古屋大・理]
n秒後 B, D い 確率 そ bn, dn , a0 1, b0 c0 d0 0 ,
ま a1 c1 0, b1 1 p, d1 p 。 an1 (1p b) n pdn………
bn1 (1p a) n pcn………
cn1 pbn (1p d) n………
dn1 pan (1p c) n……… + , an1cn1 bn dn………
- , an1cn1 (12p)(bn dn)……… + , bn1dn1 an cn………
- , bn1dn1 (12p)(an cn)……… , an2cn2 an cn………
, an2 cn2 (12p) (2 an cn)……… (i) n 偶数
, an cn a0c0 1
, an cn a c p p
n
n
( 0 0)( ) ( ) 2
2
1 2 1 2
, an 1
p n
cn
p n
2 1 1 2
1
2 1 1 2
( ) , ( )
(ii) n 奇数
, an cn a1c1 0 , an cn a c p
n
( 1 1)( )
2 1 2
1 2 0
, an cn 0
[解 説]
い い 漸化式 立 解い まし , n 奇数 an cn 0 あ こ 題意 明 。そ n 偶数 け 考え い いうこ
, そ う 解 構いま 。
A
B C
D
[98 広島大・理] (1) E 3 1x x y y z z
3 6 13 3 13 5 13 6 13 5 13
x 2y z x y x y x y
3 1 3
2 3
1 3 1
1 3
4 3
1 3
( )
ここ , yk (0 k 1) 固定 , E 4x k
3 1 3
1 3
, x 増加 伴 E 減少 , 0 x 1k , k 対し
x 0 , E 最大 。
こ x 0 状態 保 まま y 変化さ , E 1y
3 1
3 , y 増加
伴 E 増加 。 , y 1 E 最大 。
こ , z 1 x y 0 , E ( ,x y, z)( ,0 1, 0) い 最大値 2
3 。
(2) E 3yp6zp3xq5zq6xr5yr
( 3y6z p) (3x5z q) ( 6x5y r)
p, q, r う E 0 条件 , ま ( ,p q, r)( ,1 0, 0 ),
( ,0 1 0, ), ( ,0 0 1, ) 対し E 0 こ 必要 ,
3y6z 0……… , 3x5z 0……… , 6x5y 0………
逆 , 成立 任意 p, q, r 対し E 0 。
y 2z…… , x 5z
3 …… 代入 6 5
3z 5 2z 0 , 成立 。 ここ , x y z 1 代入 , 14
3 1
3 14
z , z
以上 , x 5 y z
14
3 7
3 14
, ,
[解 説]
期待値 計算自体 簡単 , 問わ い , (1) 1 変数固定 いう手
[99 横浜国大・文] (1) x 3 立 寄 , 移動距離 組合 , ( ,1 1 1, ), ( ,1 2) い あ
。そ 順列 考え , 求 確率 ,
13
1 3
2 3
13 27 3
2 1
C
(2) x 6 立 寄 場合 , サイコロ 投 回数 考え 。
(i) 3回 場合 ( ,2 2, 2) , そ 確率
2 38 27 3
。
(ii) 4回 場合 ( ,1 1 2, , 2) , そ 順列 考え , こ 確率 ,
4 2
2 2
1 3
2 3
8 27
C
(iii) 5回 場合 ( ,1 1 1 1, , , 2) , そ 順列 考え , こ 確率 ,
5 4 4 1 3
2 3
10 243
C
(iv) 6回 場合 ( ,1 1 1 1 1 1, , , , ) , そ 確率
1 31 729 6
。
(i)~(iv) , 求 確率 , 8 27
8 27
10 243
1 729
463 729
(3) (1) , 原点 出発し x 3 立 寄 確率 13
27 , x 3 出発し
x6 立 寄 確率 同 く13
27 。 , x 3 x 6 立 寄
確率
13 27169 729 2
。
(4) x 3 立 寄 いう事象 A, x6 立 寄 いう事象 B ,
(1)(2)(3) 結果 ,
P A( ) 13
27, P B( ) 463
729 , P A( B) 169 729
x 3 x 6 立 寄 い事象 A B , そ 確率 ,
P A( B)P A( B) 1 P A( B) 1 P A( )P B( )P A( B)
1 13 27
463 729
169 729
28 243
[解 説]
[99 大阪大・理]
2枚 紙 表 上 し 重 合わ , 16個 マス目 う 重 マス目
同 番号 書い , 右図 う 。こ , 番号
4 マス目 書 い こ わ 。
ここ , A 塗 ぶし マス目 状態 い 場合分け し ,
A B 塗 ぶし マス目 重 い確率 求 。
(i) A 同 番号 2 塗 ぶし
A 選ぶ番号 4C1通 , B A 選 番号以外 番号 書 い 12
個 マス目 2 選 塗 い , 4 2
16 2
12 2
16 2
4 1 1 20
11 20 4
11 100 C
C
C
C C
(ii) A 異 番号 2 塗 ぶし
A 選ぶ番号 4C2通 , B A 選 番号以外 番号 書 い 8個
マス目 2 選 塗 い , 4 1 4 1
16 2
8 2
16 2
4 2 2 15
7 30 6
14 75
C C
C
C
C C
以上 , 求 確率 , 11
100 14 75
89 300
[解 説]
難問風 問題設定 ドキッ しま 。し し, ま 中 4 同 いう う 考 え いけ , 結論ま プロセス 次第 見え ま 。
2 4 2 4 1 1 3 3 1 4 2 4 3 2
3
10 [99 東京大・文]
(1) 辺AB 電流 通 う 場合分け 。
(i) 辺AB 電流 通
点A B 電流 流 確率 1
2 あ 。 (ii) 辺AB 電流 通さ い
点A B 電流 流 い確率 1
2 あ 。 (ii-i) 辺CD 電流 通さ い
辺CD 電流 通さ い確率 1 2 , そ 点A B 電流 流 , 辺AD DB
電流 通 , ま 辺AC CB 電流 通 場合 あ 。そ 確率 ,
12 1 2
1 2
1 2
7 32
2 2 4
(ii-ii) 辺CD 電流 通 辺 CD 電流 通 確率 1
2 , そ 点 A B 電流 流 , 辺
AD, AC 少 く 一方 電流 通し, し 辺DB, CB 少 く 一方 電
流 通 場合 あ 。そ 確率 ,
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
9 32
2 2
(ii-i)(ii-ii) , 点A B 電流 流 確率 , 1
27 32
9 32
1 4
(i)(ii) , 求 点A B 電流 流 確率 1
2 1 4
3 4
あ 。
(2) (1) 点B A 電流 流 確率 3
4 , 同様 考え , 点E F
電流 流 確率 3
4 。
, 点B F 電流 流 確率 3
4 3 4
9 16
。
[解 説]
点 A B 電流 流 確率 求 う , そ 流 い確率 求 う A
B
C D
A B
11 [99 一橋大] 箱A 入 い 赤玉 個数 a, 白玉 個数 b , 次 場合 あ 。
( ,a b)( ,0 4), ( ,1 3), ( ,2 2 )
ま , 題意 試行 n 回繰 返し 後 , ( ,a b)( ,0 4), ( ,1 3), ( ,2 2) 確率 そ qn, pn, rn く。
, p0 1 , pn qn rn 1………
次 , n1回後 ( ,a b)( ,1 3) , 次 3 場合 あ 。 (i) n回後 ( ,a b)( ,0 4)
A 白, B 赤 交換 場合 , そ 確率 1 2
4 1 2
。
(ii) n回後 ( ,a b)( ,1 3)
A 赤, B 赤 交換 , ま A 白, B 白 交換
場合 , そ 確率 1 4
1 4
3 4
3 4
5 8
。
(iii) n回後 ( ,a b)( ,2 2)
A 赤, B 白 交換 場合 , そ 確率 2
4 1 1 2
。
(i)(ii)(iii) , pn1 1qn pn rn 2
5 8
1
2 ………
, pn1 5 pn pn pn 8
1 2 1
1 8
1 2
( )
pn1 4 pn 7
1 8
4 7
, pn
p
n n
4
7
4 7
1 8
3 7
1 8
0 , pn
n
4
7 3 7
1 8
[解 説]
12 [2000 北海道大・文]
(1) n個 数 積 3 倍数 あ 事象 A ,
an P A( ) 1 P A( ) 1 3 n 4
次 , n個 数 積 2 倍数 あ 事象 C ,
P C( ) 1 P C( ) 1 2 n n
4 1
1 2
ま , n個 数 積 4 倍数 あ 事象 B , 積事象B C , n個 数 積 2 倍数 あ , 4 倍数 い事象 表し, こ 場合 2 1回抜
, そ 以外 1ま 3 抜く ,
P B( C)nC11 n1 n n1 n n 4
2
4 4
1
2 2
1 2
し , bn P B( )P C( )P B( C) 1
1n
n 21 2
(2) bn>an ⇔ 1
1
21
2 1
3 4
n n> n ⇔
1
21 2
3 4
n n< n………(*) (i) n2
1 2
2 1 2
1 2
8 16 2
,
3 49 16 2
(*) 成立し, b2>a2 。
(ii) nk
bk>ak わ
1
21 2
3 4
k k< k 成 立 仮定 ,
3
4 1
1 2
1 2
3 4 1 2
1
2 1
1 2
1 2
1 1 1
k k k k k k k
>
3 1
21
2 2 1
1 2
1 2
2 2
k k k k
k
k k
k2 1 2
1
2 0
2 3
>
, n k 1 (*) 成立 , bk1>ak1 。 (i)(ii) , n≧2 , bn>an あ 。
[解 説]
13 [2000 一橋大]
(1) 1 目 少 く 1回出 事象 A, 2 目 少 く 1回出 事象 B
, A 1 目 1回 出 い事象, B 2 目 1回 出 い事象, A B
1 2 目 1回 出 い事象 表 。
P A( )P B( ) 5 n
6 , P A B
n n( ) 4
6
2 3
1 目 少 く 1回出 , 2 目 少 く 1回出 事象 A B
, 求 確率 ,
P A( B) 1 P A( B) 1 P A( B)
1
P A( )P B( )P A( B)
1
5 65 6
2 3 n n n
1 2 5
6
2 3 n n
(2) 1 目 少 く 2回出 事象 C , C 1 目 1回 出 い ま
1回 け出 事象 表 。
P C( ) 5 nn n n n n n n
6
1 6
5 6
5
6 6
5
6 1 5
5 6 1
1 1
C
ま , C B 2 目 1回 出 く , 1 目 1回 出 い ま 1回 け出 事象 表 。
P C( B) 2 nn n n n n n n
3
1 6
2 3
2
3 6
2
3 1 4
2 3 1
1 1
C
1 目 少 く 2回出 , 2 目 少 く 1 回出 事象 C B
, (1) 同様 し , 求 確率 ,
P C( B) 1
P C( )P B( )P C( B)
1
1
55 6
5
6 1 4
2 3
n n n n n
1
2
55
6 1 4
2 3
n n n n
[解 説]
(1) 余事象 考え , 関係P A( B) 1
P A( )P B( )P A( B)
利用頻出題 。(2) ま , (1) 独立 , こ 関係 用いまし 。(1) 誘導 し 設
14 [2000 広島大・理] (1) さいこ 3回投 , 1 目 1回, 3ま 5 目 2回出 確率p1 ,
p1 3 11 2
6 1 3
1 18
C
(2) さいこ n回投 , 1 目 k回, 3ま 5 目 nk回出 確率pk ,
pknCk 1 k n k 6
1 3
ま , n回投 , 出 目 べ 奇数 確率
1 2n
, べ 3ま 5 目
確率
1 3n
, 出 目 べ 奇数 , 1 目 少 く 1 回出
確率q ,
q 1 n n
2
1 3
(3) (2) , pk1n k1
1 k1 n k 16
1 3
C ,
p p
n
k n k
n
k n k
n k
k
k k
k n k k n k
1
1 1
1 1
1 6
1 3 1
6 1 3
2 1
!
( )!( )!
! !( )!
( )
ここ , p
p
k k
1 1 ⇔ nk 2(k1) ⇔ k≧n2
3 ⇔ k≧m
, k>m p p
k k
1 <1, km p
p
k k
1 1 , k<m p
p
k k
1 >1 ,
p0< <p1 p2<pm1<pm pm1>pm2>>p3m2
以上 , pk 最大 kmま km1 あ 。
[解 説]
15 [2000 東北大]
1 a回, 2ま 3 b回, 4 c回, 5ま 6 d回出 , 条件 ,
a b c d 5……… , a2bc2d0……… ×2+ , 3a4b c 10………
a≧0, c≧0 4b 10 , b 0以上 整数 , b0 1, , 2
(i) b0 3a c 10
0 ac 5 , ( ,a c)( ,3 1 )
こ ( ,a b, c, d)( ,3 0 1 1, , ) , 満 。 (ii) b1 3a c 6
0 ac 4 , ( ,a c)( ,2 0), ( ,1 3 )
( ,a c)( ,2 0) ( ,a b, c, d)( ,2 1, 0, 2) , 満 。 ( ,a c)( ,1 3) ( ,a b, c, d)( ,1 1 3, , 0) , 満 。 (iii) b2 3a c 2
0 ac 3 , ( ,a c)( ,0 2 )
こ ( ,a b, c, d)( ,0 2, 2 1, ) , 満 。
(i)(ii)(iii) , 5回振 後 点A 原点 あ , ( ,a b, c, d) 組 , ( ,3 0 1 1, , ), ( ,2 1, 0, 2), ( ,1 1 3, , 0), ( ,0 2, 2 1 , )
求 確率 , こ 場合 和 ,
5 3
1 6
1 6
1 3
5 2 2
1 6
1 3
1 3
5 3
1 6
1 3
1 6
5 2 2
1 3
1 6
1 3
3 2 2 3 2 2
! !
! ! !
! !
! ! !
20 3 6
30 3 6
20 3 6
30 3 6
70 3 6
35 486
4 3 2 4 3 2 3 2
[解 説]
16 [2000 名古屋大・理] (1) 1 i 3 し , 右 移動 Ai1Ai ルート xi,
Bi1Bi ル ー ト yi 。 ま , A B0 0 , A B1 1, A B2 2, A B3 3 ルート , 右 移動 ルート 対応し
1通 決ま 。
, A0 A3 到 ルート 組合 ,
(x1, x2, x3), (x1, x2, y3), (x1, y2, x3), (x1, y2, y3),
(y1, x2, x3), (y1, x2, y3), (y1, y2, x3), (y1, y2, y3)
し , a3 8
A0 B3 到 ルート 組合 上記 8通 , b3 8 。
(2) (1) 同様 考え , 右 移動 ルート , 1 i n し , xiま yi 選べ い , an bn 2n 。
(3) P Q , A4 4秒後 , ま A3 5秒後 出会う 場合し い。
4 秒後 出会う , P
右 移動 ルート , (x1, x2, x3, x4) , そ 確率
1 21 16 4
。
ま , 5秒後 出会う , P 右 移動 ルート ,
(x1, x2, y3), (x1, y2, x3), (y1, x2, x3), (x1, y2, y3),
(y1, y2, x3), (y1, y2, y3)
そ 確率 順 ,
1 24 ,
12 3
,
1 23 ,
12 4
,
1 23 ,
12 4
, 合わ
,
1
2 3
1
2 3
9 16
4 3
。
以上 , P Q 出会う確率 , 1 16
9 16
5 8
[解 説]
(1)や(3) 具体的 考え, そ 過程 解 し 書く問題 。し し, 考え こ
わ や く表現し う , いぶ 時間 しまいま 。
A0 A1 A2 A3
B0 B1 B2 B3 x1 x2 x3
y1 y2 y3
A0 A1 A2 A3
B0 B1 B2 B3 x1 x2 x3
y1 y2 y3
A4 A5 A6 A7
B4 B5 B6 B7 x4 A8
17 [2000 東京大・文]
P n1( )an, P2(n)bn, P3(n)cn, P4(n)dn く , a0 1 b0 4
1 2
, ,
c0 1 d0 8
1 8
, 。 , 条件 ,
an1 1 bn cn dn
3( )………
bn1 1 an cn dn
3( )………
- , an1bn1 1 an bn
3( )
an bn a b
n n
( 0 0) 1
3
1 4
1
3 ………
+ , an1bn1 1 an bn cn dn
3( 2 2 )
ここ , an bn cn dn 1 , cn dn 1 an bn ,
an1bn1 1 an bn an bn an bn
3 2 2 2
1 3
2 3
( ) ( )
変形し , an1bn1 1
an bn
21 3
1 2
an bn a b
n n
1
2
1 2
1 3
1 4
1 3 0 0
, an bn
n 1
4 1 3
1
2……… , an 1
4, bn
n 1
4 1 3
1 4
わ , P n1 1 4
( ) , P n
n
2 1
4 1 3
1 4
( )
[解 説]
最初 考え 解 書 まし , 全確率 和 1 適用 , 解 簡単 ま 。 い い連立風 解い しまいまし 。
A1
A2
A3
18 [名古屋大・文]
(1) 1秒鳴 m回, 2秒 n回 , 休 mn1回 ,
16 1 2
n m n
m , 2m3n17………(*)
(2) (*) 満 0 以上 整数(m, n) 組 , (*) 2m173n≧0 , 5
n あ , さ 173n 偶数 n 奇数 , 5n1, 3, あ 。
, )(m, n)(7, 1), (4, 3), (1, 5 。 )
1 , 7 ( ) ,
(m n , 信号 8C7 8通 , )(m, n)(4, 3 , 信号 35
C4
7 通 , )(m, n)(1, 5 , 信号 6C1 6通 。 以上 , 信号 835649通 。
[解 説]
19 [東京大・文] (1) 最初, 2点A, B 原点 あ , n回 試行 後, 2点A, B 距離 1以
あ 。 わ , abま ab1 。
ここ , n 回 試行 後, ab あ , n1回目 投 コイン 表, 裏 い ab 。
ま , n回 試行 後, ab1 あ , n1回目 投 コイン 裏
b
a , n 回 試行 後, ab1 あ , n1回目 投 コイン 表
b
a 。
条件 , n 回 試行 後ab 場合 数 Xn, ab 場合 数 n
nX
2 ,
n n n X
X 12
(2) 1回目 試行 後, A, B 位置 (a, b)(1, 0), (0, 1) X1 0 。 (1) , Xn n
Xn 2n
3 1 2
3
1 1
1
n n nn n X
X ( 1)
3 2 ) 1 ( 3 2 )
1 ( 2 3 1 2
3
1 1 1 1
1
, Xn 23(1)n132n
[解 説]
コイン 表裏 出方 し , A, B 距離 差 , 1以 。こ
20 [一橋大] (1) n枚 カード 2枚選ぶ場合 数 nC2通 あ 。
こ X k , k カード 1枚, k1以 カード 1 枚選ぶ 場合 , そ 確率 ,
) 1 ( ) 1 ( 2 C C 1 2 1 1 n n k n k ,
n k n k k k n n n n k k E 1 2 21 ( 1) ( 2 1) ( )
) 1 ( 2
( 1)3 2 ) 1 ( 2 1 ) 1 2 )( 1 ( 6 1 ) 1 (
2
n n n n n n
n n
(2) 1X1 k, X2 k 場合 確率
n k n
1
1 , X k X k 2
1 1, 場合 確率
n n
k11, X X k 2
1 場合 確率 n1n1 あ 。
こ , Y k 確率 ,
2 1 2 1 1 1 1 1 1 n k n n n n k n k n ,
n k n k k k n n k k E 1 2 2 1 22 2 1 1 (2 )
n n n n n n n n n 6 ) 1 4 )( 1 ( ) 1 ( 2 1 ) 1 2 )( 1 ( 6 1 2 1 2 [解 説]
21 [東北大・理]
1 199 ま 奇数 , 同 得点 数 個数 場合分け 。 ,
そ 場合 適 奇数 n 。
(i) 同 得点 数 そ 数 け 奇数
100<n 200 , 199n101, 103, 105, , 。
(ii) 同 得点 数 2個あ 奇数
100<2n 200 , 99n51, 53, 55, , 。
(iii) 同 得点 数 3個あ 奇数
100<4n 200 , 49n27, 29, 31, , 。
(iv) 同 得点 数 4個あ 奇数
100<8n 200 , 25n13, 15, 17, , 。
(v) 同 得点 数 5個あ 奇数
100<16n 200 , 11n7, 9, 。
(vi) 同 得点 数 6個あ 奇数 100<32n 200 , n5 け あ 。 (vii) 同 得点 数 7個あ 奇数 100<64n 200 , n3 け あ 。 (viii) 同 得点 数 8個あ 奇数 100<128n 200 , n1 け あ 。
以上 , 求 期待値E ,
200 3 ) 49 27
( 200
2 ) 99 51
( 200
1 ) 199 101
(
E
200 8 1 200
7 3 200
6 5 200
5 ) 11 9 7 ( 200
4 ) 25 13
(
200 6 5 200
5 27 200
4 133 200
3 456 200
2 1875 200
1
7500
200 8 1 200
7 3
25 1668 200
13344
[解 説]
22 [東京工大]
(1) カード 1回取 出し , 番号 1 あ 確率 ,
N PN(1) 1
カード 2回取 出し , そ 番号 1回目 2, 1回目 2回目 和 2 あ 確率 ,
2 2 1 1 1 ) 2 ( N N N N
PN
カード 3回取 出し , そ 番号 1回目 3, 1回目 2回目 和 3, 1 回目 2回目 3回目 和 3 あ 確率 ,
3 2 3 2 ) 1 ( 1 2 1 ) 3 ( N N N N N
PN
(2) 1, 2, 3 3枚 カード 1枚取 出し 戻 いう試行 4回行 , 2回
目ま 和 4 組合 (1, 3), (2, 2), 3回目ま 和 4 組合 ) 2 , 1 , 1
( , 4回目ま 和 4 組合 (1, 1, 1, 1) , そ 順
列 考え ,
81 37 3 1 3 3 3 1 2 ) 4 ( 4 3 2
3
P
次 , 同 試行 5回行 , 2回目ま 和 5 組合 (2, 3), 3 回目ま 和 5 組合 (1, 1, 3), (1, 2, 2), 4回目ま 和 5
組合 (1, 1, 1, 2), 5回目ま 和 5 組合 (1, 1, 1, 1, 1)
, そ 順列 考え ,
243 121 3 1 3 4 3 3 3 3 2 ) 5 ( 5 4 3 2
3
P
(3) j回目 取 出し カード 番号 Yj , Xj Y1Y2 Yj
ここ , N枚 カード 1枚取 出し 戻 いう試行 k回行 , j回 目(j1, , k)ま 和 k ,
k Y Y
Y1 2 j (1 Y1 N, 1 Y2 N, , 1 Yj N) こ 方程式 満 (Y1, Y2, , Yj) , k N k1Cj1通 ,
k k k k k k k j j j k N N N N N N k
P 1 1
3 2 1 2 1 1 0 1 1 1
1C C C C C
) (
k k k k k k k k k N N NN 1 1 1 2 1 2 3 1 1
0
1C C C C
k k N N 1) 1
(
23 [九州大・文]
(1) n1本 直線 平面 Ln1個 領域 分割さ い , 条件 直線
1本引く , 新 n1個 交点 , そ 分割さ 平面 n個増
え 。
n L
Ln n1 (n≧2) 2
1
L ,
2 2 )
1 ( 2 2 2 ) 3
2 (
2 2
n n n n n
Ln
1
n あ , 2L1 成立 ,
2 2 2
n n
Ln (n≧1)
(2) 2H1 , 条件 1 回折 線 1本引く , 交点 4 個 , そ 分割さ 平面 415個増え 。
7 5 1 2 H
H
さ , 条件 1 回折 線 う 1 本引く , 交点 8
2
4 個 , そ 分割さ 平面 819個増え 。
16 9 2 3 H
H
(3) (2) 同様 考え , n1本 1 回折 線 平面 Hn1個 領域 分割さ い , 条件 1 回折 線 1 本引く , 新 4(n1)個 交点 , そ 分割さ 平面 4(n1)14n3個増え 。
3 4 1
H n
Hn n (n≧2)
2 1
H , ( 1) 2 1
2 3 4 5 2 ) 3 4 9
5 (
2 2
n n n n n
Hn
1
n あ , 2H1 成立 , Hn 2n2 n1 (n≧1)
[解 説]
(1) 参考書 く載 い 問題 。(2) (3) こ 類題 , 見 け 反し
24 [神戸大・理] (1) (x1, x2, , xk) 数字 組 , NPk通 あ 。
こ 中 x1<x2<<xk 満 , N枚 k枚 , 書 い 数字 小さい順 x1, x2, , xk 対応さ い。こ , 場合 数 NCk通
, そ 確率 ,
! 1 P 1 ! P P
C
k k
p
k N k N k N
k
N
(2) (x1, x2, , xi) 数字 組 , NPi通 あ 。
こ 中 x1<x2<<xi1 xi1>xi 満 , N枚 i枚 , 最大 数以外 数字 xi し, そ 以外 i1枚 書 い 数字 小さい順
1 2
1, x , , xi
x 対応さ い。こ , xi 方 i1通 ,
(1) 同様 考え , そ 場合 数 NCi(i1)通 。 ま , )(xi1, , xk 数字 組 い 任意 あ ,
! 1 P
) 1 ( C
i i i
q
i N i N
i
(3) 得点 期待値 E ,
3 8 6 1 2 1 1 1 ! ) 2 (
1 !
1 5
2 5
2 5
2
i i
i i
i i
i i iq
E
[解 説]
25 [東北大・理] 6回目 B 以外 地点 進 B 止ま いう条件
, 6回目 D→B, E→B, F→B い 。
(i) 6回目 D→B
6 回目 1 目 出 こ , そ 確率
6
1 あ 。
, 5 回目ま D 到達し い こ , A→D
進 , 3 目 2 回出 , 4 5 6 目 3 回出 く, そ 確率 ,
144 5 2
1 6 1 ! 3 ! 2
!
5 2 3
あ 。
(ii) 6回目 E→B
6回目 2 目 出 こ , そ 確率 6
1 あ 。
, 5回目ま E 到達し い こ , A→E 進 , 2 目 1回,
3 目 2 回 出 , 4 5 6 目 2 回 出 く, そ 確 率 ,
144 5 2
1 6 1 6 1 ! 2 ! 2
!
5 2 2
あ 。
(iii) 6回目 F→B
6回目 3 目 出 こ , そ 確率 6
1 あ 。
, 5回目ま F 到達し い こ , A→F 進 次 2 場 合 あ 。1 , 1 目 1回出 , 3 目 1回, 4 5 6 目 3回出 , そ 確率
72 5 2
1 6 1 6 1 ! 3
!
5 3
あ 。 う1 , 2 目 2回出 , 3 目 1回,
4 5 6 目 2回出 , そ 確率
144 5 2
1 6 1 6 1 ! 2 ! 2
!
5 2 2
あ 。
, 5回目ま F 到達し い 確率 ,
48 5 144
5 72
5 あ 。
(i)(ii)(iii) , 6回目 B 到達 確率 ,
864 25 48
5 6 1 144
5 6 1 144
5 6
1 ………
次 , 7回目以降 B→C 進 , 7回目 n回目ま , 1 2 目 少 く 1回出 , し 3 目 少 く 1回出 い。
ここ , 1 2 目 少 く 1回出 いう事象 X, 3 目 少 く 1回 出 いう事象 Y く , そ 余事象 確率 ,
A
B
C
D E
) (
1 ) (
1 )
(X Y P X Y P X Y
P
1
P(X)P(Y)P(XY)
1P(X)P(Y)P(XY)
6
6
62 1 6
5 3
2
1
n n n ………
, n回目ま C地点 到達 確率 , )
( 864
25 P XY
6
6
62 1 6
5 3
2 1 864
25
n n n
[解 説]
文系 類題 あ , 理系 本問 方 難しく いま 。 いう
, A→B 確率 求 B→C 確率 求 , 異 方法 必要 , 1
26 [神戸大・文]
右図よりD =D ++=
=D + + =
D
Q 本の線分$3 … $3 Q %3 …%3Qによって第
象限がDQ個の部分に分けられているとする。
このとき線分$3Q+を引くとこの線分は%3 %3
… %3Qと つずつ交点をもつことより分けられた部分
がQ+個増加する。さらに線分%3Q+を引くとこの線
分は他の線分と交点をもたないことから分けられた部分 は 個だけ増加する。よって分けられた部分は合わせ てQ+個増加することより
= + +
+ D Q
DQ Q
よりQ≧で
¦
−=
+ +
=
Q
N
Q N
D
+ + = − + − +
= Q Q Q Q Q
=
Q をあてはめるとD =となり成立するので
+ +
= Q Q
DQ
[解 説]
分割される平面の個数についての頻出問題です。交点の個数に注目するのがポイン トです。
2 3 3 3
$ % \
[
2 3 3 3
$ % \
27 [千葉大・文]
枚のカードの表と裏の数の組合せは=通りでありこ
の中で表と裏の数が一致していないのは右表の 通りであ る。よってこの確率Sは S = =である。
枚のカードの表と裏の数が一致する枚数を;とすると ; = の場合
がある。
L ; =のとき
枚とも一致する場合は通りよりこの確率は= である。
LL ; =のとき
一致する 枚のカードの選び方は& =通りで一致しない 枚については表
と裏の対応が通りしかないのでこの確率は×= である。
LLL ; =のとき
一致する 枚のカードの選び方は& =通りで一致しない 枚については表
と裏の対応がより通りなのでこの確率は× = である。
以上より;の期待値は ×
(
− − −)
+× +× +× =まず表の数に裏の数が対応する場合を考える。 L 表の数に裏の数が対応するとき
表の数 に対して裏の数は より から通りの場合がある。
LL 表の数に裏の数が対応しないとき
表の数 に裏の数 が対応するとき右表より
通りの場合がある。表の数に裏の数表の数に 裏の数 が対応するときも同様なので合わせて
× = 通りの場合がある。
LLLより表の数に裏の数が対応する場合は+=通りになる。
よって表の数に裏の数が対応する場合も同様に考えると枚のカー ドの表と裏の数が一致しない確率Sは S =× =である。
表
裏
裏
表
裏 * * *
表
裏
裏
28 [北海道大]
;=となるのは 回の移動のうち正の向きに回負の向きに 回進ん
だときなのでその確率は&
( ) ( )
= である。正の向きに D 回負の向きに E 回進んだとき ;=Nとなったとすると
= +E
D D−E=NよりNは奇数となる。
また正の向きに進む確率と負の向きに進む確率は同じなので ;=Nとなる
確率と;=−Nとなる確率は等しい。
L ; =のとき 正の向きに 回負の向きに 回進むと;=となる
ことより ; =の確率は
( ) ( )
&
× = となる。
LL ; =のとき 正の向きに 回負の向きに 回進むと;=となる
ことより ; =の確率は
( ) ( )
&
× = となる。
LLL ; =のとき 正の向きに 回負の向きに 回進むと;=となる
ことより ; =の確率は
( ) ( )
&
× = となる。
LY ; = の と き 正 の 向 き に 回 進 む と ;=と な る こ と よ り
=
; の確率は
( )
×= となる。L∼LYより ; の期待値は× +×+× +× =である。
回目が正の向きに進んだとき 回目までの移 動で一度も2に戻っていない場合について横軸に
3 の座標縦軸に移動回数グラフの中の数字をそ の点に到達したときの条件を満たす場合の数とする と右図のようになる。
すると 回目までの移動で一度も2に戻ってい ない場合は++=通りある。
また 回目に負の向きに進んだときも同様とな るので求める確率は×
( )
×= である。
[解 説]
回
回
回
回
回
回
回
2
29 [京都大・文]
試合数は全部で& =なのであるチームが 勝 敗の場合は他のチームはす
べて勝以下となる。
次にあるチームが勝 敗の場合は他のチームがすべて勝以下ということは ありえないので勝敗のチーム数はまたはとなる。
まず 勝敗のチーム数がのとき残りチームはともに勝敗となる。ま た勝敗のチーム数がのとき残りのチームは勝敗である。
さらにチームとも同じ勝ち数という場合はないので位のチーム数はの いずれかである。以下チーム名を$%&'とする。
L 位のチーム数がのとき
まず位のチームの選び方は& =通りある。
ここで 位のチームが$のとき $は% & 'に対して全勝となりまた% & 'どうしの対戦での勝敗は任意なのでその確率は×
( )
=である。LL 位のチーム数がのとき
まず位のチームの選び方は& =通りある。
ここで位のチームが$%&のとき'は$%&に対して全敗となり$% &どうしの対戦での勝敗は $ % &すべて勝敗なので勝ちを○負けを×で 表すと次のつの場合がある。
% $
= ○ × % &=○ × & $=○ ×
% $
= × ○ % &=× ○ & $=× ○ よってその確率は
( ) ( )
× × × = である。
LLL 位のチーム数がのとき
LLLよりその確率は−− = である。
以上より位のチーム数の期待値は×+×+× = である。
[解 説]
30 [一橋大]
; =となるのはD≧ の場合でD D " DQは任意である。
L D> のときD
からQまでの数からつ選び大きい方をD小さい方をDに対応させる。各
数の書かれているカードは枚ずつあるのでこのときの確率は
3 &
− − = − − =
×
Q Q Q
QQ Q
Q
Q
LL D =Dのとき
からQまでの数からつ選びそれをD Dに対応させる。その数の書かれて
いるカードは枚あるのでこのときの確率は
3 &
− = − =
×
Q Q
Q Q
Q
Q
LLLより ; =となる確率は
− + − = − −
QQ Q
Q
Q である。
; =QとなるのはD<D<D<"<DQ−<DQ ≧DQ+の場合で DQ+ " DQ
は任意である。このときは D = D = D =… DQ− =Q− DQ =Qの場 合しかなくしかもDQ≧DQ+はつねに成立する。
各数の書かれているカードは枚ずつあるので ; =Qとなる確率は
3
Q
Q
Q
Q Q
Q
=
≦P<Q を満たす整数に対して;≧P となるのはD<D<"<DP−<DPの場
合で DP+ " DQは任意である。
すると からQまでの数から P 個選び小さい方からD D " DPを対応
させる。各数の書かれているカードは枚ずつあるので;≧Pとなる確率は
3 &
Q Q P P
P Q Q
P QQ
P P
Q Q P P
P Q
P P Q
− − =
− ⋅ −
=
×
[解 説]
31 [東京大・文]
を からまでの数で割った余りが;より
; の各々の値に対する確率は右表のようになる。
次に ;Qを から までの数で割った余りが
+
Q
; より ;Q =のときどんな場合も;Q+ =である。
=
Q
; のとき ;Q+ =となる確率は
;Q+ =となる確率は
である。
=
Q
; のとき ;Q+ =となる確率は
;Q+ =となる確率は
である。
さらに ;Q =のとき ;Q+ =となる確率は
;Q+ =となる確率は
=
+
Q
; となる確率は ;Q+ =となる確率は
である。
ここで ;Q = ;Q = ;Q = ;Q =となる確率をそれぞれDQEQ FQ Q
G とおくと D =
=
E F =
=
G であり
=D + E + F + G =
D E =E +G =
F F G
= G =
G
よって ; =となる確率は
=D + E + F + G =
D
と同様にすると GQ+ =GQとなり ;Q =となる確率は
( )
Q( )
QQ G
G = − =
と同様にしの結果を用いるとEQ+ =EQ +GQ
( )
Q QE
+
=
( )
Q{
Q( ) }
QQ E
E + + + = +
( )
Q(
)( )
Q( )
Q( )
QQ E
E + = +⋅ − = − = よって ;Q =となる確率は
( )
Q( )
QQ
E = −
[解 説]
で一般的に考えておくととは漸化式を解くだけで済みます。
;
32 [金沢大・文] (1) 動点 P 原点 n 回進 , 直線xyn上 到達
, i 0 i n し , 右 i回, 上 ni回 け移動 場合 あ 。 わ , a i個, b ni個, c 0個 文字列 対応し, そ 総数 ,
n
i i n i
n
0 !( )!
!
n i i n 0C (11)n 2n
(2) (1) 同様 し , 直線xyk (1 k n)上 到達 , j 0 j k
し , 右 j回, 上 kj回 け移動し, 停留 nk回 場合 あ 。 わ , a
j個, b kj個, c nk個 文字列 対応し, そ 総数Fn(k) ,
) (k
Fn
k
j j k j n k
n
0 !( )!( )!
! ! ) ( ! ! ! ) ( ! !
0 k n k
n j k j k k j
k j j k k n 0 C C
k j j k k n 0 CC nCk(11)k nCk2k
(3) ま ,
k k k k n k k n n n k n k n k n k n k F k F 2 ! ) ( ! ! 2 ! ) 1 ( ! ) 1 ( ! 2 C 2 C ) ( ) 1 ( 1 1 1 1 ) ( 2 k k n 。
そこ , 1 ) ( ) 1 ( > k F k F n n
, 12(nk)>k
3 1 2n
k< ,
) ( ) 1
(k F k
Fn > n ⇔
3 1 2n k<
, )Fn(k1)Fn(k ⇔
3 1 2
n
k , )Fn(k1)<Fn(k ⇔
3 1 2n k>
さ , l 自然数 し , n n3l, n3l1, n3l2 3 場合 分け, )
(k
Fn 最大 考え 。
(i) n3l
3 1 2 3 1 6 3 1
2n l l , k 2l1 F (k 1) F (k)
n
n > , k≧2l )
( ) 1
(k F k
Fn < n 。
, Fn(k) k l n n 3 2 3 2 2
最大 。
(ii) n3l1
1 2 3 6 1
2n l l , 2k 2l F (k 1) F (k)
n
n > , 1k2l
O n
n
(iii) n3l2
3 4 2 3
4 6 3
1
2n l l , k 2l2 F (k 1) F (k)
n
n > , k≧2l1 )
( ) 1
(k F k
Fn < n 。
, )Fn(k
3 1 3 2 1 3
2 2 1
2
l n n
k 最大 。
[解 説]
33 [東北大・文]
(1) 3人 け , 手 出方 総数 , 2733 通 あ 。
勝者 決ま , 勝者 決 方 3 通 , 勝 手 出方 3 通 , 9
3
3 通 , そ 確率
3 1 27
9 あ 。
(2) 3人 け , (1) 1人勝 確率
3
1 , 同様 , 1人負け 確
率 3
1 , あいこ 確率
3 1 3 1 3 1
1 あ 。ま , 2人 け , 1
人勝 確率
3 2 3
3 2
2
, あいこ 確率
3 1 3 2
1 あ 。
さ , 3 人 け し , 2 回目 勝者 決ま , け 人 数 場合分け , 次 2 場合 あ 。
(i) 3人 1回 3人 2回 1人 こ 確率 ,
9 1 3 1 3 1
(ii) 3人 1回 2人 2回 1人 こ 確率 ,
9 2 3 2 3 1
(i)(ii) , 2回目 勝者 決ま 確率 ,
3 1 9 2 9 1
(3) (i) 3人 1回 3人 2回 3人 3回 1人
27 1 3 1 3 1 2
(ii) 3人 1回 3人 2回 2人 3回 1人
27 2 3 2 3 1 3
1
(iii) 3人 1回 2人 2回 2人 3回 1人
27 2 3 2 3 1 3
1
(i)(ii)(iii) , 3回目 勝者 決ま 確率 ,
27 5 27
2 27
2 27
1
(4) (i) 1n 回目ま 3人 続け
3 人 1回 3 人 2回 … n1回 3 人 n回 1 人 け 人数
変化 , そ 確率 ,
n
n 3 1 3 1 31 1
あ 。
(ii) k回目(1 k n1) 1人負け 後, 2人 続け
3 人 1回 … k1回 3 人 k回 2 人 k1回 … n1回 2 人 n回 1 人
け 人数 変化 , そ 確率 ,
k
n k
n3 1 2 3 2 3
1 3 1 3
1 1 1
(i)(ii) , n回目 け 勝者 決ま 確率 ,
1 n n
1
1 n
1 n
1 n
1 n
34 [神戸大・理] (1) *印 3 並べ 終了 , 最小 得点 3 あ 。
こ , 縦 3 並ぶ 3種類, 横 3 並ぶ 3種類, 斜 3 並ぶ 2種類, 合わ 8種類 場合 あ 。
そ い 場合 , 起こ 確率 3 9C
1 , 最小 得点 確率 ,
21 2 8 C 1 3 9
(2) ま , *印 7 , 数字 2 けし 残 , こ い
行ま 列 *印 3 並 い 。
次 , *印 6 , 数字 3 残 い 。こ 数字 , 行 , 列 あ , さ 斜 *印 3 い
, 右 2 場合 け あ 。こ ,
最大 得点 7 あ 。
数字 8, 9, 7 残 い , 7回目 い
カード 並べ *印 3 並ぶ , そ 確率 ,
84 1 1 C 1 6 9
あ 。数字 5, 9, 6 残 い , 同様 , 7
回目 *印 3 並ぶ確率 84
1 あ 。
, 最大 得点 確率 ,
42 1 2 84
1 。
[解 説]
パズル 解い いく し さ 感 ま 。 , そ 過程 記述 , 別 。
* 8
9
7
9
6
* *
* *
* *
5 * *
* *