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場合の数と確率の問題

難易度 1教科書の例題レベル中学数学 場合の数と確率

数直線上の原点に点 P があります。1 枚の硬貨を 3 回投げ、表が出たら点 P を正の方向に だけ移動させ、裏が出たら点 P を負の方向に だけ移動させます。硬貨を 3 回投げ終えたとき、点 P が の位置にある確率を求めなさい。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(11 技能)
算数中学高校大学大学院

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  1. 樹形図で数え上げる
  2. 小数の四則計算
  3. 割合の基本(もとにする量・くらべる量)
  4. 確率の意味と求め方
  5. 積の法則と和の法則
  6. 硬貨を投げる確率
  7. 2 つのさいころと 36 通りの表
  8. 周期のある数の並び
  9. 分数のたし算・ひき算
  10. 正負の数の加法・減法
  11. 点の移動と確率

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

点 P の最後の位置を、表と裏の回数から移動量の合計として表しましょう。

ヒント 2

表が 1 回で 、裏が 1 回で です。表と裏の回数の組(表 3 回、表 2 回・裏 1 回、…)ごとに最後の位置を計算し、位置が になる組を見つけましょう。

ヒント 3

位置が になるのは表 2 回・裏 1 回のときです。3 回の出方は全部で 通りあるので、このうち表 2 回・裏 1 回になる出方を樹形図で数えましょう。

答えと解説

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解説を読む

硬貨を 3 回投げるときの表・裏の出方は、 通りあり、どれも同様に確からしい。

点 P の最後の位置は、原点 に移動量の合計を加えたものである。表が 1 回出るごとに 、裏が 1 回出るごとに なので、表と裏の回数ごとに最後の位置を調べる。

  • 表 3 回・裏 0 回: より、位置は
  • 表 2 回・裏 1 回: より、位置は
  • 表 1 回・裏 2 回: より、位置は
  • 表 0 回・裏 3 回: より、位置は

よって、点 P が の位置にあるのは、表が 2 回、裏が 1 回出たときである。

樹形図で数えると、そのような出方は
(表, 表, 裏), (表, 裏, 表), (裏, 表, 表)
の 3 通り。

したがって、求める確率は

別解

3 回のうち表が出る回数を考える。表が 0 回だと 、1 回だと 、2 回だと 、3 回だと の位置になる。よって 3 の位置になるのは、表が 2 回、裏が 1 回のとき。硬貨を 3 回投げたときの表裏の出方は、全部で 通り。表が 2 回で裏が 1 回となるのは(表,表,裏)(表,裏,表)(裏,表,表)の 3 通り。確率は 。
確かめ:表表裏は で 3 の位置になる。

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