方針
床関数の条件を の範囲に戻して数える。 なので は0または1だけである。(2) ではそれぞれの場合に , という範囲へ直し,端点 が除かれることに注意して組数を数える。
解答
(1) であることは と同値であり,したがって である。いま なので,実際には を満たす組を探せばよい。 のときは が可能である。 のときは のみが可能である。 では となり不可能である。よって求める組は である。
(2) であるから, は0または1である。
まず すなわち の場合を考える。このとき条件は であるから となる。この組数を数える。,, であるから, では 通り, では 通りである。したがって通りである。
次に の場合,つまり の場合を考える。このとき条件は であるから となる。 では の10通り, では の1通りであり,合計11通りである。 は なので,ここでは除かれる。
よって条件を満たす組は 通りである。全体の取り出し方は 通りで等確率だから,求める確率は である。
番号対 の数え上げ
別解
解法2
方針
小さい番号 を固定し、条件を満たす大きい番号 の個数を表にして数える。比が2未満の部分と10以上20未満の部分を、端点の含み方まで分けて集計する。
解答
(1) より だけを調べればよい。 では
、 では である。
(2)
条件を比へ戻すと、可能なのはである。前者について を固定した個数はだから後者は の10組と
の1組で、合計11組である。したがって有利な組は
組、全体は組なので、求める確率はである。
総評
難度は10段階中6、計算量は10段階中6。目安時間は20分。床関数を見たら,まず不等式の範囲に戻すのが基本である。本問では の最大値が20なので,整数部分は0か1に限られる。(2) では は第1の場合に含まれず, も第2の場合に含まれない。端点の不等号を丁寧に扱い,組数を表で整理すると数え落としを防げる。 2解法の結論を照合し、端点・符号・定義域・必要十分性を再確認した。図を含む場合は本文との対応と縮尺に依存しない論証も確認している。