大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和7年度(2025年度)追・試験
問33 (数学Ⅰ・数学A(第4問) 問3)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和7年度(2025年度)追・試験 問33(数学Ⅰ・数学A(第4問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

箱の中に、1から6までの自然数が一つずつ書かれた6枚のカードが入っている。ただし、異なるカードには異なる自然数が書かれている。
次の試行Aと試行Bを考える。

試行A
箱の中から2枚のカードを同時に取り出し、書かれている自然数を確認してからもとに戻す。

試行B
箱の中から1枚のカードを取り出し、書かれている自然数を確認してからもとに戻す。

カードを2枚取り出す方法は、試行Aを1回行うことと、試行Bを2回行うことの二つあり、この二つの場合について、花子さんと太郎さんは話をしている。

花子:二人が別々に、試行Aを1回ずつ行う場合を考えてみよう。
太郎:例えば、花子さんが取り出したカードに自然数1、2が書かれていて、私が取り出したカードに自然数2、3が書かれていたら、二人が1個の共通の自然数2を取り出したことになるね。
花子:一般に、二人が取り出す共通の自然数が何個であるときが最も起こりやすいのかな。
太郎:試行Bを2回行う場合と比べてみるとどうなるのかな。

(1)花子さんと太郎さんが別々に、試行Aを1回ずつ行う場合を考える。

(ⅱ)花子さんが取り出した2枚のカードに書かれた自然数だけを要素にもつ集合をEとし、太郎さんが取り出した2枚のカードに書かれた自然数だけを要素にもつ集合をFとする。
例えば、花子さんが取り出した2枚のカードに書かれた自然数が5と6であるとき、E={5,6}である。
以下、集合E∩Fの要素がないという事象をA0とし、集合E∩Fの要素の個数が1個、2個であるという事象をそれぞれA1,A2とする。
事象A2が起こる確率P(A2)は( ウ )/( エオ )である。
また,事象A0が起こる確率P(A0)は( カ )/( キ )である。

( カ ),( キ )にあてはまるものを一つ選べ。
  • カ:1  キ:4
  • カ:2  キ:5
  • カ:3  キ:4
  • カ:4  キ:5

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この過去問の解説 (3件)

01

「事象A0」に相当する「集合E∩Fの要素がない」場合とは、

1回目に取り出した2枚と、2回目で取り出した2枚に共通の番号(問題文の「自然数」)が1つもない事を指します。


したがって事象A0 が起きる場合とは、
例えば最初の6枚から2枚取り出したものが (1, 2) の組み合わせで、

次の試行では同じものが1つも出てはいけないので4枚のカードの組み合わせである場合です。

そのような場合の数は 6C24C2 通りです。
 

他方、設問(ウ)~(オ)でも見たように、全ての起こり得る場合の数は(6C2)2通りです。
よって、事象A0が起きる確率は
6C24C2/(6C2)2 = 4C2/6C2 = (4・3/2・1) / 15 = 6/15 = 2/5 となります。


カ:2 キ:5 の組み合わせの選択肢が本設問の解答となります。
 

設問(ウ)~(オ)より(※1回目の試行で6C2通り、2回目の試行で同じく6C2通り)

起こり得る全ての場合の数は、6C26C2 (=152=225) 通りです。

選択肢2. カ:2  キ:5

最初の 2 枚の組み合わせが 6C2 通り、

続いて取り出す2枚の組み合わせの数が「最初と異なる 4 枚から取り出す 2 枚」なので 4C2 通りです。

これが、「事象A0」 が起きる場合の数になります。

それを、全ての起こり得る場合の数(6C2)2通りで割って確率を求めています。

 

4C2 については、

4C2 = 4・3/2・1 = 6 と計算しています。 

まとめ

前問に引き続き、確率の考え方と「組みわせの数」nCm を使用します。

 

設問(ウ)~(オ)のまとめより

確率は「ある事象の起こり得る場合の数」/「全ての起こり得る場合の数」で計算できます。
これは「ある事象の要素の個数」/「全事象の個数」と言い直しても同じです。

 

設問(ア)(イ)のまとめより

n個のものからm個を取り出す組み合わせの数は、nCm= n!/{(n-m)!m!} です。
本設問では n!/(n-m)! が 6・5 =30に該当し、m! が 2・1 =2 に該当します。
! は「階乗」の記号で、
例えば 6!/(4!)= 6・5・4・3・2・1/(4・3・2・1) = 6・5=30 となります。

参考になった数0

02

空欄(ア)、(イ)

試行Aは6枚のカードの中から2枚のカードを取り出す組み合わせとなります。
このときの組み合わせnCrは、n=6、r=2より
6C2=6!/(2!4!)=(6×5)/(2×1)=15

 

空欄(ウ)〜(オ)

起こりうるすべての事象Uは、花子さんと太郎さんがそれぞれ試行Aを行うので、このときの場合の数n(U)は、
n(U)=6C26C2

集合E∩Fの要素の個数が2個であるという事象A2は、花子さんが取り出した2枚のカードと全く同じ2枚のカードを太郎さんが引くことになるため、このときの場合の数n(A2)は、
n(A2)=6C22C2
以上より、事象A2が起こる確率P(A2)は
P(A2)=n(A2)/n(U)
=(6C22C2)/(6C26C2)
=2C2/6C2

=1/15


集合E∩Fの要素がないという事象A0は、花子さんが取り出した2枚のカードと異なる4枚のカードの中から2枚のカードを太郎さんが引くことになるため、このときの場合の数n(A0)は、

n(A0)=6C24C2
以上より、事象A0が起こる確率P(A0)は
P(A0)=n(A0)/n(U)
=(6C24C2)/(6C26C2)
=4C2/6C2

=6/15
=2/5
 

まとめ

事象Aが起こる確率 P(A)=n(A)/n(U) より、
起こりうるすべての事象Uの場合の数n(U)と
事象Aが起こる場合の数n(A)に明確に分けて、
丁寧に場合の数を求め、確率を求めましょう。

参考になった数0

03

解答:2/5

 

解説:

事象A0が起こる場合は、

花子さんが取り出した組み合わせとは別の組み合わせを太郎さんが取り出す場合です。

そのため、花子さんの組み合わせは考慮する必要はなく、

花子さんが取り出していないカード4枚から2枚を、

太郎さんが取り出す確率を求めます。

 

P(A0)=4C2/6C2=12/30=2/5

参考になった数0