大学入試センター試験 2011年(平成23年) 追試 数学ⅠA 第4問 解説

(1)

すべてのカードの取り出し方は、$10$枚から$5$枚出すので、
${}_{10}\mathrm{C}_{5}=\displaystyle \frac{10\cdot 9\cdot 8\cdot 7\cdot 6}{5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}$
       $=9\cdot 4\cdot 7$式A
       $=252$
通り。

解答ア:2, イ:5, ウ:2


得点が$0$点になるのは、取り出した5枚のカードのうち最大の数字$L$が偶数のとき。
カードは5枚取り出すので、$L$が$5$より小さくなることはないから、
$L=6$,$L=8$,$L=10$
の場合の数をそれぞれ求めてたそう。
$L=6$のとき、
1枚は、$6$が出る 残りの4枚は、$1$,$2$,$3$,$4$,$5$の5枚から出る ので、場合の数は
$1\times {}_{5}\mathrm{C}_{4}={}_{5}\mathrm{C}_{1}$
           $=5$
通り。
$L=8$のとき、
1枚は、$8$が出る 残りの4枚は、$1$,$2$,$3$,$4$,$5$,$6$,$7$の7枚から出る ので、場合の数は
$1\times {}_{7}\mathrm{C}_{4}={}_{7}\mathrm{C}_{3}$
           $=35$
通り。
$L=10$のとき、
1枚は、$10$が出る 残りの4枚は、$1$,$2$,$3$,$4$,$5$,$6$,$7$,$8$,$9$の9枚から出る ので、場合の数は
$1\times {}_{9}\mathrm{C}_{4}=126$
通り。
これをすべてたして、
$5+35+126=166$
通りである。

解答エ:1, オ:6, カ:6

(2)

得点が$0$点じゃないのは
$L$が奇数 のときで、得点は、取り出した5枚のカードのうちの
最大の数字$L-$最小の数字$S$ である。


得点が最も低いのは
$L$が奇数 $L$と$S$の差が最小なので、連続する5つの数字が出る とき。

このようなカードの取り出し方は表Aのような場合である。

表A
$1$ $2$ $3$ $4$ $5$ $6$ $7$ $8$ $9$ $10$

表Aより、得点は$4$点、取り出し方は$3$通りである。

解答キ:4, ク:3


得点が最も高いのは、
$L$が奇数 $L$と$S$の差が最大 なので、5枚のうち
2枚は$9$と$1$が出る 残りの3枚は、$2$,$3$,$4$,$5$,$6$,$7$,$8$の7枚から出る 場合。

なので、
得点は
$9-1=8$点
場合の数は、
$1\cdot {}_{7}\mathrm{C}_{3}\cdot 1=35$通り
である。

解答ケ:8, コ:3, サ:5

(3)

得点が$5$点なのは、
$L$が奇数 $L-S=5$ のときなので、
$L$と$S$の選び方は、$9$と$4$または$7$と$2$ 残りの3つの数字は、$S$より大きく$L$未満の4つの数字から選ぶ ことになる。

よって、場合の数は
$2\times {}_{4}\mathrm{C}_{3}$
である。
また、式Aより、すべての場合の数は$9\cdot 4\cdot 7$通りなので、確率は
$\displaystyle \frac{2\times {}_{4}\mathrm{C}_{3}}{9\cdot 4\cdot 7}=\frac{2\cdot 4}{9\cdot 4\cdot 7}$
            $=\displaystyle \frac{2}{63}$
となる。

解答シ:2, ス:6, セ:3

アドバイス

ここでは、すべての場合の数を、アイウの答の$252$ではなく、かけ算をする前の$9\cdot 4\cdot 7$を使った。
確率の計算のときには、かけ算を済ませた後の答を使うよりも、かけ算前の形を使った方が約分が楽でミスしにくいことが多い。
基本的にはかけ算前の形を使おう。


得点が$6$点なのは、
$L$が奇数 $L-S=6$ のときなので、
$L$と$S$の選び方は、$9$と$3$または$7$と$1$ 残りの3つの数字は、$S$より大きく$L$未満の5つの数字から選ぶ ことになる。

よって、場合の数は
$2\times {}_{5}\mathrm{C}_{3}$
である。
また、式Aより、すべての場合の数は$9\cdot 4\cdot 7$通りなので、確率は
$\displaystyle \frac{2\times {}_{5}\mathrm{C}_{3}}{9\cdot 4\cdot 7}=\frac{2\cdot 5\cdot 2}{9\cdot 4\cdot 7}$
            $=\displaystyle \frac{5}{63}$
となる。

解答ソ:5, タ:6, チ:3


得点が$7$点なのは、
$L$が奇数 $L-S=7$ のときなので、
$L$と$S$の選び方は、$9$と$2$ 残りの3つの数字は、$S$より大きく$L$未満の6つの数字から選ぶ ことになる。

よって、場合の数は
$1\times {}_{6}\mathrm{C}_{3}$
である。
また、式Aより、すべての場合の数は$9\cdot 4\cdot 7$通りなので、確率は
$\displaystyle \frac{1\times {}_{6}\mathrm{C}_{3}}{9\cdot 4\cdot 7}=\frac{5\cdot 4}{9\cdot 4\cdot 7}$
            $=\displaystyle \frac{5}{63}$
となる。

解答ツ:5, テ:6, ト:3


以上より確率分布表を書くと、表Bができる。

表B
得点 $0$ $4$ $5$ $6$ $7$ $8$
確率 $\displaystyle \frac{166}{9\cdot 4\cdot 7}$ $\displaystyle \frac{3}{9\cdot 4\cdot 7}$ $\displaystyle \frac{2}{9\cdot 7}$ $\displaystyle \frac{5}{9\cdot 7}$ $\displaystyle \frac{5}{9\cdot 7}$ $\displaystyle \frac{35}{9\cdot 4\cdot 7}$ $1$

表Bより、得点の期待値は
$4\displaystyle \cdot\frac{3}{9\cdot 4\cdot 7}+5\cdot\frac{2}{9\cdot 7}+6\cdot\frac{5}{9\cdot 7}+7\cdot\frac{5}{9\cdot 7}+8\cdot\frac{35}{9\cdot 4\cdot 7}$
$=\displaystyle \frac{3}{9\cdot 7}+\frac{10}{9\cdot 7}+\frac{30}{9\cdot 7}+\frac{35}{9\cdot 7}+\frac{2\cdot 35}{9\cdot 7}$
$=\displaystyle \frac{3+10+30+3\cdot 35}{9\cdot 7}$
$=\displaystyle \frac{148}{63}$
となる。

解答ナ:1, ニ:4, ヌ:8, ネ:6, ノ:3