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86 (数学Ⅱ・数学B(第3問) 問5)

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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86(数学Ⅱ・数学B(第3問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

( ケコ )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。

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この過去問の解説 (2件)

01

アイウエの回答

 

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の平均E(X)は

E(X)=1×7/16+2×5/16+3×3/16+4×1/16

      =7/16+10/16+9/16+4/16

      =30/16

      =15/8

選択肢3. 15

正解です。

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02

復習
確率変数Xに関して

Xx1x2x3x4
Pp1p2p3p4

となるとき、期待値E(X)は

E(X)=x1p1+x1p1+x1p1+x1p1+…

と与えられるのでした。


本問ではXに関する表

X1234
P7/165/163/161/16

から、求める期待値E(X)は
E(X)=1×7/16 + 2×5/16 + 3×3/16 + 4×1/16=15/8

です。
よってケコには15が入ります。

選択肢1. 11

ケコに入るのは15
より誤

選択肢2. 13

ケコに入るのは15
より誤

選択肢3. 15

ケコに入るのは15
より正

選択肢4. 17

ケコに入るのは15
より誤

まとめ

期待値に関する基礎的な知識を問う問題です。
しっかりと求め方を押さえておきましょう。

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