大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問84 (数学Ⅱ・数学B(第3問) 問3)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問84(数学Ⅱ・数学B(第3問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

( オ )・( カ )・( キ )にあてはまるものを1つ選べ。

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、2、3、4の数字がそれぞれ一つずつ書かれた4枚の白のカードが箱Aに、1、2、3、4の数字がそれぞれ一つずつ書かれた4枚の赤のカードが箱Bに入っている。箱A、Bからそれぞれ1枚ずつのカードを無作為に取り出し、取り出したカードの数字を確認してからもとに戻す試行について、次のように確率変数X、Yを定める。

「確率変数X」
取り出した白のカードに書かれた数と赤のカードに書かれた数の小さい方の数(書かれた数が等しい場合はその数)をXの値とする。

「確率変数Y」
取り出した白のカードに書かれた数と赤のカードに書かれた数の大きい方の数(書かれた数が等しい場合はその数)をYの値とする。

太郎さんは、この試行を2回繰り返したときに記録された2個の数の平均値t2=2.50と、100回繰り返したときに記録された100個の数の平均値t100=2.95が書いてあるメモを見つけた。メモに関する太郎さんの記憶は次のとおりである。

<太郎さんの記憶>
メモに書かれていたt2とt100は「確率変数X」の平均値である。

太郎さんは、このメモに書かれていたt2とt100が「確率変数X」か「確率変数Y」のうちどちらか一方の平均値であったことは覚えていたが、太郎さんの記憶における
「確率変数X」の部分が確かでなく、もしかしたら「確率変数Y」だったかもしれないと感じている。このことについて、太郎さんが花子さんに相談したところ、花子さんは、太郎さんが見つけたメモに書かれていた二つの平均値をもとにして太郎さんの記憶が正しいかどうかがわかるのではないかと考えた。

問題文の画像
  • オ:1  カ:3  キ:5
  • オ:1  カ:5  キ:9
  • オ:3  カ:5  キ:7
  • オ:5  カ:7  キ:9

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この過去問の解説 (2件)

01

X=1となるのは、

①白・赤両方ともに1の場合の1通り

②白が1・赤が2,3,4のいずれかの場合の3通り

③白が2,3,4のいずれか・赤が1の場合の3通り

よって7通りです。

 

X=2となるのは、

①白・赤両方ともに2の場合の1通り

②白が2・赤が3,4のいずれかの場合の2通り

③白が3,4のいずれか・赤が2の場合の2通り

よって5通りです。

 

X=3となるのは、

①白・赤両方ともに3の場合の1通り

②白が3・赤が4の場合の1通り

③白が4・赤が3の場合の1通り

よって3通りです。

 

X=4となるのは、

白・赤両方ともに4の場合の1通りです。

 

全ての出方は16通りなので、

 

X1234
P7/165/163/161/161

 

「確率変数X」
取り出した白のカードに書かれた数と赤のカードに書かれた数の小さい方の数(書かれた数が等しい場合はその数)をXの値とする。

「確率変数Y」
取り出した白のカードに書かれた数と赤のカードに書かれた数の大きい方の数(書かれた数が等しい場合はその数)をYの値とする。

 

上記の問題文より、

 

Y=1となるのは、

白・赤両方ともに4の場合の1通り

 

Y=4となるのは、

①白・赤両方ともに4の場合の1通り

②白が4・赤が1,2,3のいずれかの場合の3通り

③白が1,2,3のいずれか・赤が4の場合の3通り

よって7通り

 

となるように、

X=1,2,3,4のときに対してY=4,3,2,1と対応していることがわかります。

よって、

 

Y1234
P1/163/165/167/161

 

選択肢3. オ:3  カ:5  キ:7

正解です。

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02

Yについての表を作り、Y=2,3,4となる場合の数をそれぞれ数えていきます。

Y1234
11234
22234
33334
44444

上の表から、
オに入るのは3

カに入るのは5

キに入るのは7
と分かります。

選択肢1. オ:1  カ:3  キ:5

オに入るのは3

カに入るのは5

キに入るのは7
より誤

選択肢2. オ:1  カ:5  キ:9

オに入るのは3

カに入るのは5

キに入るのは7
より誤

選択肢3. オ:3  カ:5  キ:7

オに入るのは3

カに入るのは5

キに入るのは7
より正

選択肢4. オ:5  カ:7  キ:9

オに入るのは3

カに入るのは5

キに入るのは7
より誤

まとめ

YはXとは表が対称的になることに注意しましょう。
この設問から、YはXに比べて値が大きくなる確率が高いと気付けます。
すると、太郎さんの記憶が間違っているのではないかという仮説が持てますね。

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