共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問79 (数学Ⅱ・数学B(第3問) 問1)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問79(数学Ⅱ・数学B(第3問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

以下の問題を解答するにあたっては、必要に応じて 正規分布表(リンク) を用いてもよい。

(1)ある生産地で生産されるピーマン全体を母集団とし、この母集団におけるピーマン1個の重さ(単位はg)を表す確率変数をXとする。mとσを正の実数とし、Xは正規分布N(m、σ2)に従うとする。

(ⅰ)この母集団から1個のピーマンを無作為に抽出したとき、重さがmg以上である確率P(X≧m)は
P(X≧m)=P(X−m/σ≧[ ア ])=( イ/ウ )
である。

[ ア ]にあてはまるものを次のうちから1つ選べ。
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この過去問の解説 (3件)

01

問題文に記されている変数 X の (X - m)/σ への置き換えは、
正規分布から標準正規分布への変換を表します。
それは確率分布を標準正規分布 N(0, 1) にしたがうものとして扱ってよい事を意味します。

 

もともとN(m, σ2)の正規分布を N(0, 1) の標準正規分布へ変換すると、
平均 m は 0 として扱われます。


よって、問題文の式は不等式の右辺の m を 0 に置き換えて、
P(X ≧ m) = P( (X - m)/σ ≧ 0 ) です。

 

「0」の選択肢が設問(ア)の解答となります。

選択肢1. 0

P(X ≧ m) = P( (X - m)/σ ≧ 0 ) の X → (X - m)/σ の置き換えは、
ある正規分布にしたがう確率変数を、標準正規分布にしたがうように変換する時の置き換えです。


不等式の右辺の m → 0 の置き換えは、
もとの正規分布 N(m, σ2)の平均 m を標準正規分布 N(0, 1) の平均 0 として扱ってよい事を表します。

 

(X - m)/σ の式に X = m を代入しても、 m から 0 への変換を得ます。

まとめ

X → (X - m)/σ への置き換えは正規分布から標準正規分布への変換を表します。
その変換を「標準化」とも言います。

変換された (X - m)/σ は、新しい確率変数です。
この時に、平均 m は 0 として扱い、標準偏差 σ は 1 (√1 = 1) として扱ってよい事になります。


覚える必要のある項目が多い分野ですが、問題を多く解いて慣れましょう。
 

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02

アを求めるには、正規分布N(m、σ2)をZ=(X-m)/σでN(0、1)へ標準化します。
P(X ≥ m)=P((X-m)≥ (m-m))

                =P((X-m)/σ ≥ 0/σ)

                =P((X-m)/σ ≥ 0)

上記の通りに標準化すると、アは0となります。

選択肢1. 0

正解の選択肢です。

まとめ

正規分布の問題は、標準化することを意識しましょう。

参考になった数0

03

確率変数 X が正規分布N(m,σ²)に従うとき、

これを標準化します。

P(X ≥ m)=P((X-m)/σ ≥ (m-m)/σ)

                =P((X-m)/σ ≥ 0)

 

よってアは0です。

選択肢1. 0

正解です。

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