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一橋大学 2018年度
文系数学 第3問

問題

個のさいころを投げる.(1) 出た目の積がとなる確率を求めよ.(2) 出た目の積がとなる確率がであるようなをすべて求めよ.

出典:一橋大学 2018年度 前期 文系 第3問

方針

3個のさいころは順序つきで 通りと見る。積ごとの出方は,まず順序を無視した3つの目の組に分け,同じ数を含むかどうかで順序の数を 通りに分けて数える。(2)では順序つきの出方が 通りになる積を探す。

解答

(1)

積が になる目の組を順序を無視して書くと, である。前者は順序を入れて 通り,後者は 通りであるから,全部で 通りである。したがって求める確率は

である。

(2)

確率が であることは,順序つきの出方が 通りであることと同値である。順序を無視した3つの目の組 として考える。同じ積を与える組が1つだけで,しかも3つの目がすべて異なれば順序は 通りである。また,同じ積を与える組が2つあり,どちらも1組だけ同じ目を含む場合も 通りになる。

まず1組だけ同じ目を含む2つの表し方から出るものは

であり, を得る。

次に3つの目がすべて異なる場合を調べる。目に を含まないとき, から3つを選ぶ。相異なる3つの選び方は次の通りであり,いずれも同じ積を与える別の組をもつ。

したがって,目に を含まない相異なる3つの目からは,順序つきの出方がちょうど 通りになる積は出ない。

目に を1つ含むとき,残り2つは から異なる2つを選ぶ。2数の積がただ1通りに決まる組は

である。したがって対応する積は

であり, である。なお を2つ以上含む場合は順序の数が 通りまたは 通りにしかならない。

以上より求める

である。