Mathematics
มัธยมปลาย
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数学の確率の単元についての質問です。2枚目の写真で青マーカーを引いたところのコンビネーションを使った式がよくわかりません。具体例で考えると、三通りだなとわかるのですが、何故コンビネーションを使った式で表せれるのでしょうか?

386 第7章確 率 Think 7/4 7/15 例題193 確率の加法定理(2) **** ある さいころを投げて出た目の数だけ点Pが正六角形の周上を反時計回 1辺の長さが1の正六角形ABCDEF があり,動点Pは最初,頂点Aに りに動くという操作を繰り返すとき,次の確率を求めよ。 Think さいころを1回投げたあと、点Pが頂点Aにいる確率 B さいころを2回投げたあと、点Pがはじめて頂点Aに いる確率 F C E D (3) さいころを3回投げたあと、点Pがはじめて頂点Aに いる確率 考え方 動点Pが頂点Aを出発して再びAに戻ってくるためには, (1)~(3)のいずれも 「はじめてAにいる」ときであることに注意する. ・1周する (6進む) 2周する (12進む) 3周する (18 進む), のように. さいころの出た目の和が 6 の倍数になるときである. 出 (1) さいころ1回で, 6進む場合を考える. (2) さいころ2回で, A 1周する (6進む) 2周する (12進む) 1周 場合が考えられるが, 2周する場合は,1周目 でAにいるので不適である。 2周 2 0 足して6 足して12 A (3) さいころ3回で, 1周する (6進む) 出発 ① 2 ・2周する (12進む) CA ・3周する (18 進む) 場合が考えられるが,(2)と同様に「はじめてAにいる場合」 のみ を考える. たとえば, さいころの目が{1,5,6} の順に出ると, 右の図のよ うに1周目でAにいるので不適であるが, さいころの目が 5.6.1)の順に出ると右の図のように, 2周目ではじめてAにい る。 すか 解答(1)の目が出た場合なので 6 (2) さいころを2回投げたとき,その目の合計が6にな ればよい。 この場合, 15, 2, 4) (33) (4,251) の5通りある. 5 15 よって, 36 1 (3) J (8)- Panky 2周以上する場合は ない (6.6)の場合も頂点 Aにいるが, はじめ てではないので不適. 練習 [193 *** 19
**** 初、頂点Aに 上を反時計回 B. F E D D ①② 2周 但して12 は 消しク du 式会社ト (3) さいころを3回投げたあと, 1周目で頂点Aにいる 場合と, 2周目ではじめて頂点Aにいる場合がある。 (i) 3回投げたあと, 1周目で頂点Aにいるとき さいころの目の合計が6になればよい. この場合, {1, 1, 4}, {1, 2, 3}, {2, 2, 2} の目 カーの組合せが考えられる. 目の出方は, {1, 1, 4} の組合せのとき, 3C1=3(通り) {1, 2, 3} の組合せのとき, 36(通り) {2, 2, 2} の組合せのとき, 1通り したがって 3+6+1 63 10 216 ( 1 確率の基本性質 387 (6, 6, 6) の場合は, (2)のときと同様不適. (3回投げたあと, 2周目ではじめて頂点Aにい (1),(2)の条件下では, るとき (C) さいころの目の合計が12になる場合から, 1周 目に点Pが頂点にいる場合 (1),(2)の条件を満た 43 ( す場合) を除けばよい. 08 この場合, {1,5,6}, {2,4,6},{2,5,5, {3,3,6}, {3, 4, 5}, {4, 4, 4}の目の組合せが考 えられる. 目の出方は, {1, 5, 6} の組合せのとき, (1,65(5,6,1)の2通り. {2,4,6} の組合せのとき, (26,4) (4, 6, 2)の2通り. (S)(1) {2,5,5} の組合せのとき, 3C1=3 (通り) (){3,3,6}の組合せのとき。 (363) の1通り (UA){3,4,5} の組合せのとき, 3!=6(通り) {4,4,4} の組合せのとき1通り 81 1度頂点Aにいるこ とになるので,ここ では除く. たとえば, (1,5,6) の場合,合計は12 になるが 2回まで の合計が6となるた め、題意を満たさな い 1回目 2回目 3回目 b a=6 のとき, (1)の場合で不適. a+b=6 のとき, BL (2)の場合で不適. の (80)9- 事象を したがって, 2+2+3+1+6+1 15 63 216 よって, (i), (ii)より, から 10 15 25 + (8) 216 216 216 - (i), (ii)は互いに排反 SOPE 第7章 Aer 点 練習 1辺の長さが1の正五角形ABCDE があり,動点Pは最初, 頂点Aにある. さ 193 いころを投げて出た目の数だけ点Pが正五角形の周上を反時計回りに動くとい *** う操作を繰り返すとき、 次の確率を求めよ. 195 (1) さいころを1回投げたあと点Pが頂点Aにいる確率 (2) さいころを2回投げたあと, 点Pがはじめて頂点A にいる確率 B E C D

คำตอบ

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模範解答は統一感がない(不親切)ですね。答えが求められれば良いという感じがします。

(ⅰ)は以下のように記載されていると、考え方は統一します。(ⅱ)は同様に考えてみてください。
考え方の解説は後に記載します。
考え方①
 {1,1,4}・・・₃C₂・₁C₁
 {1,2,3}・・・₃C₁・₂C₁・₁C₁
 {2,2,2}・・・₃C₃
考え方②
 {1,1,4}・・・3!/(2!・1!)
 {1,2,3}・・・3!/(1!・1!・1!)
 {2,2,2}・・・3!/3!
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解説(具体例)
1,2,3の3種類の目の並べ方について考えてみる。
1が i 個、2が j 個,3が k 個を並べた時の並べ方は何通りか?(i+j+k=n)

■考え方①
 nの中で1( i 個)の場所は、ₙCᵢ 通り(1のi個は区別がつかない)
 n-iの中で2( j 個)の場所は、ₙ₋ᵢCⱼ 通り(2のj個は区別がつかない)
 n-i-jの中で3( k 個)の場所は、ₙ₋ᵢ₋ⱼCₖ 通り(=ₖCₖ=1 … 3は残りの場所1通り)
並べ方は、ₙCᵢ × ₙ₋ᵢCⱼ × ₙ₋ᵢ₋ⱼCₖ 通り
この考え方を問題に当てはめると、
 {1,1,4}・・・₃C₂・₁C₁・₀C₀ … 2種類の目しかないので、無理に₀C₀を記載してます
 {1,2,3}・・・₃C₁・₂C₁・₁C₁
 {2,2,2}・・・₃C₃・₀C₀・₀C₀ … 1種類の目しかないので、無理に₀C₀を記載してます
 
■考え方②
 n個が全部異なる種類であれば並べ方は、n!通り
 1(i 個)は区別がつかないので、i!の組み合わせは減らす(除算)する必要がある
 2(j 個)は区別がつかないので、j!の組み合わせは減らす(除算)する必要がある
 3(k 個)は区別がつかないので、k!の組み合わせは減らす(除算)する必要がある
並べ方は、n!/(i!×j!×k!) 通り
この考え方を問題に当てはめると、
 {1,1,4}・・・3!/(2!・1!・0!) … 2種類の目しかないので、無理に0!を記載
 {1,2,3}・・・3!/(1!・1!・1!)
 {2,2,2}・・・3!/(3!・0!・0!) … 1種類の目しかないので、無理に0!を記載

■コンビネーションの使い方
基本的は、コンビネーションで考るとよいかもしれません。
並べるもの(n個)がすべて区別がつくときは n! 通りですが、
n!=ₙC₁・ₙ₋₁C₁・ₙ₋₂C₁・…・₁C₁ と同じです。
コンビネーションで表せます。(すべて区別がつくときは n!とするのが普通ですが)
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説明が長くなり、混乱させてしまったら、ごめんなさい

遅くなってしまいすみません。ご回答ありがとうございます!詳しくてわかりやすかったです!

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