過去問データベース 過去問を探す

岡山大学 2022年度
文系数学 第1問

問題

ハート,スペード,クラブ,ダイヤの各マークのついた(エース),のカードがそれぞれ枚ずつ箱に入っている.カードは全部で枚である.この箱から枚ずつ無作為に取り出して,枚のカードを横一列に並べる.以下の問いに答えよ.

(1) (エース)のカードが枚連続して並ぶ確率を求めよ.

(2) どの枚の(エース)のカードも連続して並ばない確率を求めよ.

(3) (エース)のカードの連続した並びが生じ,かつ,(エース)のカードが枚以上は連続して並ばない確率を求めよ.

出典:岡山大学 2022年度 前期 文系 第1問

方針

解法1(Aの位置だけを等確率で数える方法)

12枚は区別できるが,Aの並びに関する事象は4枚のAが入る位置の選び方 で考えればよい。(1)は4連続の開始位置,(2)は隣り合わない位置選択,(3)は連続ブロックが長さ2だけになる場合をブロック化して数える。

解法2(全順列を分母にして余事象を数える方法)

12枚をすべて区別し、全事象を 通りとする。(1)(2)はAのカードのブロックと、A以外の8枚の間にできる9個の隙間を使う。(3)は「隣接なし」「ちょうど3連続」「4連続」を除く余事象で求める。

解答

解法1(Aの位置だけを等確率で数える方法)

(1)

の4枚が入る位置は 通りで等確率である。4枚が連続する場合,その先頭の位置は 番目から 番目までの 通りである。したがって求める確率は

である。

(2)

以外の8枚を並べたとき,その前後と間にできる 個の場所から 個を選んで を入れれば,どの2枚の も連続しない。したがって求める確率は

である。

(3)

の連続した並びが生じ,かつ3枚以上は連続しない場合を数える。

長さ2の連続ブロックが1個だけある場合,そのブロックを1つのものとみなすと, に関するものはブロック1個と単独2個の計3個である。これらが互いに隣り合わないように長さ11の列に置く方法は 通りで,どれをブロックにするかが 通りあるから, 通りである。

長さ2の連続ブロックが2個ある場合,2個のブロックが隣り合わないように長さ10の列に置くので, 通りである。

よって有利な位置の選び方は 通りであり,求める確率は

である。

解法2(全順列を分母にして余事象を数える方法)

(1)

4枚のAを1ブロックとみなすと、ブロックと残り8枚の並べ方が 通り、ブロック内の並べ方が 通りである。したがって

(2)

A以外の8枚を並べると9個の隙間ができる。そのうち4個を選び、区別された4枚のAを1枚ずつ入れるから

(3)

求める事象の余事象を、次の互いに重ならない3種類に分ける。

したがって求める確率は