共通テスト(数学) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問41 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問8)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問41(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問8) (訂正依頼・報告はこちら)

以下( ソタ )・( チツ )に当てはまる組み合わせとして正しいものを選べ。

花子さんと太郎さんは、得点に応じた景品を一つもらえる、さいころを使った次のゲームを行う。ただし、得点なしの場合は景品をもらえない。

ゲームのルール
・最初にさいころを1回投げる。
・さいころを1回投げた後に、続けて2回目を投げるかそれとも1回で終えて2回目を投げないかを、自分で決めることができる。
・2回目を投げた場合は、出た目の合計をで6割った余りをAとする。2回目を投げなかった場合は、1回目に出た目を6で割った余りをAとする。
・Aが決まった後に、さいころをもう1回投げ、出た目がA未満の場合はAを得点とし、出た目がA以上のときは得点なしとする。

(3)太郎さんは、どの景品でもよいからもらいたいと思い、得点なしとなる確率が最小となるような戦略を考えた。
例えば、さいころを1回投げたところ、出た目は3であったとする。この条件のもとでは、2回目を投げない場合、得点なしとなる確率は( ス )/( セ )であり、2回目を投げる場合、得点なしとなる確率は( ソタ )/( チツ )である。よって、1回目に投げたさいころの目が3であったときは、( テ )。
1回目に投げたさいころの目が3以外の場合についても考えてみると、太郎さんの戦略は次のようになる。

太郎さんの戦略
1回目に投げたさいころの目を6で割った余りが( ト )のときのみ、2回目を投げる。
この戦略のもとで太郎さんが得点なしとなる確率は( ナニ )/( ヌネ )であり、この確率は、1回目に投げたさいころの目にかかわらず2回目を投げる場合における得点なしとなる確率より小さくなる。

  • ソタ:11  チツ:16
  • ソタ:12  チツ:17
  • ソタ:13  チツ:18
  • ソタ:14  チツ:19

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この過去問の解説 (3件)

01

この問題では、1回目に3が出た条件で、2回目を投げた場合の「得点なし」の確率を求めます。
前問までで、2回目を投げない場合は A=3 なので、得点なしの確率は

4/6=2/3

でした。

今回は、2回目を投げたときに A の値が場合によって変わるので、2回目の目ごとに分けて考えるのがポイントです。

選択肢3. ソタ:13  チツ:18

1回目の目が 3 のとき、2回目の目を 1 から 6 まで順に考えると、
A は「合計を6で割った余り」なので、次のようになります。

・2回目が1のとき、合計は4なので A=4

・2回目が2のとき、合計は5なので A=5

・2回目が3のとき、合計は6なので A=0

・2回目が4のとき、合計は7なので A=1

・2回目が5のとき、合計は8なので A=2

・2回目が6のとき、合計は9なので A=3

 

次に、それぞれで最後の1回を投げたときの得点なしの確率を考えます。
「出た目が A 未満なら得点あり」なので、反対に「出た目が A 以上なら得点なし」です。

・A=4 のとき
得点ありは 1、2、3 の3通りなので、得点なしは 3/6

・A=5 のとき
得点ありは 1、2、3、4 の4通りなので、得点なしは 2/6

・A=0 のとき
出た目が 0 未満になることはないので、得点なしは 6/6

・A=1 のとき
出た目が 1 未満になることはないので、得点なしは 6/6

・A=2 のとき
得点ありは 1 のみなので、得点なしは 5/6

・A=3 のとき
得点ありは 1、2 の2通りなので、得点なしは 4/6

 

これらを平均すると、

{(3/6)+(2/6)+(6/6)+(6/6)+(5/6)+(4/6)}÷6

です。

分子だけ先に足すと

3+2+6+6+5+4=26

なので、

26/36=13/18

となります。

したがって、2回目を投げる場合の得点なしの確率は
13/18です。

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02

太郎さんの戦略のもとで、1回目に3の目が出たあと2回目を投げる場合を考えます。

1回目の目が1の場合は A=4 で、もう一回投げて4以上の目が出れば得点なしとなるので、その確率は 3/6=1/2 です。

以下、2回目の目が2、3、・・ の場合も同様に考え、表にして整理すると以下の(表1)となります。

よって、1回目の目が3で、さらに2回目を投げて得点なしとなる確率は、2回目の目が1、2、3・・となる確率がそれぞれ 1/6 なので、

(1/6)×(3/6)+(1/6)×(2/6)+(1/6)×(6/6)+(1/6)×(6/6)+(1/6)×(5/6)+(1/6)×(4/6)

=(1/6)×{(3/6)+(2/6)+(6/6)+(6/6)+(5/6)+(4/6)}

=(1/6)×(26/6)

=13/18

よって、解答欄(ソタ)は「13」、解答欄(チツ)は「18」となる選択肢の番号が入ります。

まとめ

前問は2回目を投げないという設問でしたが、今回は2回目を投げるという問題です。出る目が1、2、3・・ と、すべての場合を考える必要があるので、表を作りました。

参考になった数0

03

2回目を投げる場合を考えるので、さいころの2つの出目の和を6で割った余り(すなわちA)をまとめた表を用意します。

※横が1回目の出目、縦が2回目の出目です。

出目123456
1234501
2345012
3450123
4501234
5012345
6123450

この問題では、1回目に3が出た場合を考えているので、横の出目3がある縦のラインを見ます。

2回目を投げた場合、Aは4、5、0、1、2、3のいずれかの値になり、その確率はすべて1/6です。

次に、Aが取りうるそれぞれの値について、得点なしとなる場合を考えます。

※「Aが決まった後に、さいころをもう1回投げ、出た目がA未満の場合はAを得点とし、出た目がA以上のときは得点なしとする。」この操作を操作1と呼ぶことにします。

得点なしとなるのは、以下の表の場合です。

A(2回目)450123
操作1の出目4,5,65,61〜61〜62,3,4,5,63,4,5,6
確率3/62/6115/64/6

操作1の出目は1以上6以下の自然数なので、A(2回目)が0または1のときはその時点で「得点なし」が確定します。

したがって、求める確率ソタ/チツは

(1/2+1/3+1+1+5/6+4/6)×1/6=26/36=13/18となります。

(ソタ:13、チツ:18)

選択肢1. ソタ:11  チツ:16

不正解です。

選択肢2. ソタ:12  チツ:17

不正解です。

選択肢3. ソタ:13  チツ:18

正解です。

選択肢4. ソタ:14  チツ:19

不正解です。

まとめ

順序立てて考えることがポイントです。

参考になった数0