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名古屋大学 2009年度
文系数学 第3問

問題

さいころを投げると,1から6までの整数の目が等しい確率で出るとする.さいころを投げるとき,出る目の積の一の位が となる確率をとする.

(1) を求めよ.

(2) を,を用いて表せ.

(3) を求めよ.

出典:名古屋大学 2009年度 前期日程 第2次学力試験 文系 第3問

方針

積の一の位だけを状態として扱う。小問(1)は36通りを直接数え,0になる場合は5と偶数,1になる場合は,2になる場合は列挙で確認する。小問(2)は,次の出目をに分け,一の位1を作れるものだけを拾う。小問(3)は,一の位がであることを「積が2でも5でも割り切れない」と言い換え,各回の出目が1または3に限られることから確率を出す。

解答

(1)

2回の出目は順序を区別して 通りであり,すべて同様に確からしい。

一の位が0になるには,積が10で割り切れればよい。1から6までの目の中で5の因数をもつのは5だけであり,2の因数をもつのは2,4,6である。したがって,一方が5,他方が2,4,6のいずれかである場合で,順序も考えて 通りである。よって である。

一の位が1になるには,2回の出目の積の一の位が1になればよいが,1から6まででは だけである。よって である。

一の位が2になるものを列挙すると の6通りである。したがって である。

(2)

回投げた後の積の一の位を考え,さらに1回投げる。次の出目が1なら,一の位1から一の位1ができる。次の出目が3なら,一の位7から により一の位1ができる。

他の出目については,2,4,5,6はいずれも一の位1を作る前状態をもたない。実際,偶数を掛けると積は偶数になり,5を掛けると一の位は0または5になる。したがって である。

(3)

一の位がのいずれかであることは,積が2でも5でも割り切れないことと同値である。さいころの目1から6のうち,2でも5でも割り切れないものは だけである。したがって,回すべての出目が1または3であることが必要十分条件である。

各回で1または3が出る確率はであり,各回は独立なので である。