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九州大学 2007年度
後期・理系数学 後期 第4問

問題

1つのさいころを振り偶数の目が出たら持ち点を2倍にし,奇数の目が出たら持ち点を0.5倍して小数点以下を切り捨てる.このとき以下の問いに答えよ.

(1) 初めの持ち点を10点とする.さいころを7回投げた後に持ち点が50点以上である確率を求めよ.

(2) 初めの持ち点を3点とする.さいころを5回投げた後に持ち点が5点以上である確率を求めよ.

出典:九州大学 2007年度 後期日程 第2次学力試験 後期・理系 後期 第4問

方針

さいころの目そのものではなく偶奇だけが影響するため,各回は確率 の「倍にする」と「半分にして切り捨てる」の2操作として扱う。切り捨てがあるので偶数の回数だけでは最終点が決まらず,途中の点数分布を更新する必要がある。各回の点数ごとの個数を表で管理し,最後に指定点以上の個数を合計して で割る。

解答

(1)

偶数が出る確率,奇数が出る確率はいずれも である。したがって7回の操作は,それぞれ のどちらかを行うものとして数えればよい。全事象は 通りである。

初期点10から,各回後の点数分布を同じ点数ごとにまとめると,7回後は

となる。例えば,途中で同じ点数に合流する場合があるため,単に偶数の出た回数だけでは分類できない。

50点以上であるのは の場合であり,その個数は である。よって である。

(2)

同様に,初期点3から5回操作する。全事象は 通りである。5回後の点数分布は

となる。

5点以上であるのは の場合であり,その個数は である。したがって である。