共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問29 (数学Ⅰ・数学A(第3問) 問3)

このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。

問題

共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問29(数学Ⅰ・数学A(第3問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

1辺の長さが1である正方形のタイルが6枚ある。これらのタイルを1枚ずつ互いに重ならないように、1辺の長さが4である正方形の壁に貼っていくことを考える。ただし、新しく貼るタイルは、その左側と下側が壁の縁やすでに貼られているタイルとの間に隙間ができないように、詰めて貼られるものとする。また、新しく貼るタイルの位置の候補が全部でn箇所あるとき、そのうちのどの位置についてもタイルを貼る確率は1/nであるものとする。
このとき、1枚目のタイルは壁の左下の隅に貼られることになる。また、2枚目のタイルを貼る位置の候補は、1枚目のタイルのすぐ右かすぐ上の2箇所となる。同様に考えると、4枚目のタイルを貼るまでのタイルの配置は、図1のようになる。ただし、図1における矢印はタイルの配置の推移を表している。なお、3枚目から4枚目の間の矢印は省略している。
以下、タイルの配置を、単に配置という。

(1)2枚目のタイルを貼った時点での配置を考える。
2枚目のタイルを貼った時点での配置が図1のAとなる確率は( ア )/( イ )である。

(2)3枚目のタイルを貼った時点での配置を考える。
3枚目のタイルを貼った時点での配置が図1のBとなる確率は
([ ア ]/[ イ ])✕([ ウ ]/[ エ ])=( オ )/( カ )である。
また、3枚目のタイルを貼った時点での配置が図1のCとなる確率は( キ )/( ク )である。

( キ )、( ク )にあてはまるものを1つ選べ。
問題文の画像
  • キ:1  ク:2
  • キ:3  ク:4
  • キ:2  ク:6
  • キ:1  ク:8

正解!素晴らしいです

残念...

この過去問の解説 (2件)

01

前問(ウ)~(カ)の考察より、
AからCの配置になる確率は 1/2 で、
「図1」でAの下側の図の配置からCの配置になる確率も 1/2 です。


最初の配置からAになる確率が 1/2 で
最初の配置からAの下側の図の配置になる確率も 1/2 である事に注意して、
最初の配置からCの配置になる確率は、
(1/2)・(1/2) + (1/2)・(1/2) = 1/4 +1/4 = 1/2 です。

 

キ:1 ク:2 の組み合わせの選択肢が本設問の解答となります。

 

前問(ウ)~(カ)

「図1」にもある通り、Bの配置に至るにはAの配置の右に新しい「タイル」を配置する場合です。

「ただし、新しく貼るタイルは、その左側と下側が壁の縁やすでに貼られているタイルとの間に隙間ができないように、詰めて貼られるものとする」という問題文の条件に注意します。
「壁の縁」との隙間があってはいけないので、
Aの配置からBの配置に新しくタイルを置く場合の数は 2 通りです。
(「ただし、…」の問題文の条件がなければ「3通り」あります。)


よって、Aから新しく「タイル」を配置するそれぞれの確率は問題文から 1/2 です。

 

前問(ア)(イ)からAの配置に至る確率が 1/2 と求まっているので、
本設問は (1/2)・(1/2) = 1/4 の確率を答える事になります。

 

 

設問(ア)(イ)

最初の配置から2つめの配置になる場合の数は、
2個めの「タイル」を上に置くか右に置くかの2通りです。
1つの「配置」になる確率はその場合の数の逆数(つまり 1/n)とすると問題文に書かれているので、
Aとなる確率は 1/2 です。

選択肢1. キ:1  ク:2

「図1」で最初の配置からBの配置になる確率が 1/4 であり、
最初の配置からDの配置になる確率も 1/4 である事から、
最初の配置からCの配置になる確率は、
1 - 1/4 - 1/4 = 1/2 という計算も可能です。

 

上記解説のやり方で計算した場合も、
1/4 + 1/4 + 1/2 = 1 となる事で計算のチェックができます。

まとめ

上記解説では、
公式 P(S) + P(T) - P(S∩T)= P(S∪T) を使用しています。
ただし、本設問ではAの配置になる場合と、
「図1」でAの下側の図の配置は同時に起こる事はない(「互いに排反である」)ため、
公式の P(S∩T) の部分は 0 になります。
そのため、2つの事象が互いに排反である場合の公式が使われています。
すなわち、P(S) + P(T) = P(S∪T) の形で計算が行われています。

 

問題によっては P(S∩T) ≠0 の場合もあり得るので注意しましょう。
 

参考になった数0

02

解答  キ:1 ク:2

 

解説

Cとなる確率を求める問題です。

 

以下では、

・○となる確率をP(○)

・△を経由したという条件のもとで☆となる条件付き確率をP(☆)

・▲を経由してかつ★となる確率をP(▲∩★)

と書くことにします。

また、2枚目を貼った時点でのAでない方をA'と呼ぶことにします。

 

Aを経由するかA'を経由するかで場合分けして考えます。

(i)Aを経由してCになる確率は

P(A∩C)=P(A)・PA(C)=(1/2)✕(1/2)=(1/4)

 

(ii)A'を経由してCになる確率は

P(A'∩C)=P(A')・PA'(C)=(1/2)✕(1/2)=(1/4)

 

(i)(ii)より、

P(C)=P(A∩C)+P(A'∩C)=(1/4)+(1/4)=(1/2)

 

よって答えは「キ:1 ク:2」となります。

 

別解

前問で扱った通り、

P(B)=P(A)PA(B)=(1/2)✕(1/2)=(1/4)でした。

BとDは対称的になっているので、P(D)=P(B)=1/4です。

余事象の考え方から、

「Cとなる確率」=1−「BまたはDとなる確率」=1/2

と求まります。

選択肢1. キ:1  ク:2

この選択肢が答えとなります。

参考になった数0