大学入試センター試験 2011年(平成23年) 本試 数学ⅡB 第5問 解説

(1)

1回戦の得点の平均値は、30点を仮平均として計算しよう。
参加者の得点からそれぞれ30を引くと、表Aのようになる。

表A
番号 1回戦
点-30
1 33 3
2 44 14
3 30 0
4 38 8
5 29 -1
6 26 -4
7 43 13
8 23 -7
9 28 -2
10 34 4
11 33 3
12 26 -4
13 36 6
14 30 0
15 27 -3

表Aの右端の列の数字は、+と-をセットで消して、残った数字で平均値を出すと、
3+14+1315=3015=2 これを仮平均の30にたして、
30+2=32
より、平均値は32.0点である。

解答ア:3, イ:2, ウ:0


上位10人の得点の平均値がA1なので、上位10人の合計得点は10A1
下位5人の得点の平均値がA2なので、下位5人の合計得点は5A2
なので、全体の平均Aは、
A=10A1+5A215=10A115+5A215=23A1+13A2 と表せる。

解答エ:2, オ:3, カ:1, キ:3

(2)

まず、偏差の復習をしよう。

復習

偏差とは、それぞれのデータの値と平均値との差で、データの値から平均値を引いたもの。
例えば、番号1の選手の1回目の得点は33点。1回目の平均値は32点なので、
3332=1
で、この選手の偏差は1になる。
平均値ちょうどのデータの偏差は0,平均値より小さい値のデータの偏差は負の数である。

偏差は
得点-平均値
なので、最大になるのは得点が最大のとき。
最高得点は番号2の選手の44点で、その偏差は
4437=7.0
である。

解答ク:7, ケ:0


ついでに、分散と標準偏差の復習もしておこう。

復習

分散s2の定義は、
「偏差の2乗の平均」
つまり、
s2=()2
である。

公式

データ{x1x2xn}があって、その平均値がxのとき、
s2={(x1x)2+(x2x)2++(xnx)2}n=x2(x)2

を憶えておこう。

さらに、標準偏差は分散の正の平方根である。
分散をs2,標準偏差をsとすると、
s=s2
である。

得点が2桁なので、式Bを使って求めるのは面倒なので、式Aを使う。

それぞれの選手の得点について、偏差と偏差の2乗を求めると、表Bができる。

表B
番号 2回戦
得点 偏差 偏差の2乗
1 37 0 0
2 44 7 49
3 34 -3 9
4 35 -2 4
5 30 -7 49
6 - - -
7 41 4 16
8 - - -
9 - - -
10 38 1 1
11 33 -4 16
12 - - -
13 41 4 16
14 37 0 0
15 - - -

表Bの右端の列の平均値を出すと、それが分散だ。
0×2+1+4+9+16×3+49×210
=16010
=16.00
である。

解答コ:1, サ:6, シ:0, ス:0

さらに、標準偏差は、
16.00=4.0
である。

解答セ:4, ソ:0

(3)

D43=x E43=y F43=z なので、xyzはそれぞれDEFの偏差になる。
よって、3回戦に参加した4人の選手の偏差は、x0yzである。

また、F<E<43<Dなので、
z<y<0<x式C
である。

以上より、
偏差の和は0なので、
x+0+y+z=0
x+y+z=0式D
範囲は7なので、
xz=7式E
分散は6.50なので、
x2+02+y2+z24=6.50
x2+y2+z2=26式F
である。

解答タ:0, チ:7,ツ:2,テ:6

この式D,式E,式Fの連立方程式を解く。

式Eより、
x=z+7式E'
これを式Dに代入して、
(z+7)+y+z=0
y=2z7式D'
式D',式E'を式Fに代入して、
(z+7)2+(2z7)2+z2=26

途中式 z2+27z+72+4z2+47z+72+z226=0
6z2+67z+27226=0
6z2+67z+2(7213)=0
6z2+67z+236=0
z2+7z+12=0
(z+4)(x+3)=0
より、
z=43

z=4のとき、
式D'より、
y=2(4)7=1 となるけど、これは式Cに当てはまらない。

z=3のとき、
式D'より、
y=2(3)7=1 式E'より、
x=3+7=4 となる。これは式Cに当てはまる。

以上のxyz
D43=x E43=y F43=z に代入して、
D=47 E=42 F=40 となる。

解答ト:4, ナ:7, ニ:4, ヌ:2, ネ:4, ノ:0

(4)

大学入試センター試験2011年本試 数学ⅡB第5問 解説図
大学入試センター試験2011年本試 数学ⅡB第5問 解説図
大学入試センター試験2011年本試 数学ⅡB第5問 解説図
大学入試センター試験2011年本試 数学ⅡB第5問 解説図

⓪~③の4つの相関図を見比べると、黒い点は同じ場所にあるけれど、他の色の点は場所が変わっている。
なので、黒以外の点だけ確認しよう。

まず、赤い点。
p(1回戦の得点)が33の選手を問題文中の表で探すと、番号1と番号11が該当する。
番号1のq(2回戦の得点)は37,番号11のq33なので、⓪,①の赤い点は存在しない。
なので、⓪と①は不適だ。

次に、オレンジの点。
p(1回戦の得点)が44の選手を問題文中の表で探すと、番号2が該当する。
番号2のq44なので、③のオレンジの点は存在しない。
なので、③も不適。

よって、適切なものは②である。

解答ハ:2


②の相関図を見ると、点は左下から右上に並んで分布する傾向があることが分かる。なので、正の相関関係があると考えられる。

解答ヒ:0

(5)

データの大きさは10人くらいなので、頭を使うよりも手を使って、rを計算してしまおう。
ただし、q(2回戦の得点)がp(1回戦の得点)よりも低い場合はrは負になるけど、この人数は問題文中の度数分布表から2人だと分かっているので、計算しない。

表C
番号 p
(1回戦)
q
(2回戦)
r=qpp×100
1 33 37 40033
2 44 44 0
3 30 34 40030
4 38 35 -
5 29 30 10029
6 26 - -
7 43 41 -
8 23 - -
9 28 - -
10 34 38 40034
11 33 33 0
12 26 - -
13 36 41 50036
14 30 37 70030
15 27 - -

表Cより、r10未満なのは、3人。(rが負の場合を除く)
なので、問題文中の度数分布表のGは、3人である。

解答フ:3

2回戦に参加した人数が10人で、H以外の人数が
2+3+1=6
なので、Hは4人である。

解答ヘ:4