問題
1から13までの数が1つ書かれているカードが52枚あり,各数について4枚ずつある.この52枚のカードから,戻さずに続けて2枚とりだし,そのカードに書かれた数を順に,とする.関数
を考える.
(1) カードに書かれた数,で,となるものをすべて求めよ.
(2) となる確率を求めよ.
出典:名古屋大学 2005年度 前期日程 第2次学力試験 文系 第2問
方針
対数の定義から は1から13までの正整数であり, をまず積の方程式に直す。 から ,すなわち を得る。あとは正の約数の組を調べ,範囲 を満たすものだけを残す。確率では2枚を戻さず順に取り出すため,全事象は 通りで,同じ数字2枚の場合だけ 通りになる点を分ける。
解答
(1)
カードに書かれた数なので である。条件 は であるから, と同値である。よって すなわち である。これを整理すると であり,両辺に9を加えて を得る。
ここで は正整数である。もし と がともに負なら, は1または2であり, は最大でも4で,9にはならない。したがって , はともに正である。9の正の約数の組は であるから, である。これらはいずれも を満たす。
(2)
2枚を戻さず順に取り出すので,全事象は 通りである。
(1)で得た順序つきの組を数える。 の場合,4のカードの選び方が4通り,12のカードの選び方が4通りなので 通りである。 も同様に 通りである。
一方, の場合は,1枚目の6は4通りだが,戻さないので2枚目の6は残り3通りである。したがって 通りである。
よって有利な場合の数は である。求める確率は である。