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名古屋大学 1995年度
文系数学 第3問(a)

問題

1の目が出ているサイコロがある.このサイコロを等確率でいずれかの横の面の側に倒す.この操作を繰り返して回目に1か6の目が出る確率を求めよ.ただし,1と6とは反対側の面にあるものとする.

出典:名古屋大学 1995年度 前期日程 第2次学力試験 文系 第3問(a)

方針

上面が または であるかどうかだけに注目し,2つの場合に分けて確率を追う。上面が のどちらかなら,横へ倒した直後に は上に来ない。上面がそれ以外なら,横の4面のうち2面が なので,次に目的の状態へ入る確率は である。この2状態の漸化式を固定値から解く。

解答

を, 回操作した後に上面が または である確率とする。はじめ上面は1であるから である。

上面が または であるとき,その反対側の面はそれぞれ または である。横の面の側へ倒すので,次の上面は のどちらにもならない。したがって,この場合に次に または が出る確率は0である。

一方,上面が 以外であるとき, は互いに反対側にあり,どちらも横の4面の中にある。横の4面のいずれかに等確率で倒すので,次に または が出る確率は である。

よって である。この漸化式の一定値 より である。したがって となる。 だから

である。ゆえに,求める確率は である。