カードの合計値を求める確率の計算方法(0,1の数字が書かれたカード)

高校数学

4枚のカードを無作為に抽出したとき、そのカードの合計が0, 1, 2, 3, 4になる確率を求める問題です。この問題を解くためには、組み合わせの考え方を使用し、各場合について計算を行います。

1. 問題の整理

まず、問題を整理しましょう。カードには0か1が書かれており、カードを4枚選びます。カードの合計が0, 1, 2, 3, 4になる確率を求めます。

各場合について求める確率を求めるためには、カードの選び方(組み合わせ)を考え、合計を出す方法を見つけることが重要です。

2. 合計が0になる確率

合計が0になるためには、選んだ4枚のカード全てが0である必要があります。よって、カードが0である組み合わせは1通りだけです。

したがって、確率は1通り / 全ての組み合わせ通りで計算できます。

3. 合計が1になる確率

合計が1になるためには、4枚のカードのうち1枚が1、残りの3枚が0である必要があります。選んだ1枚を1とする場所を4通り選べるので、組み合わせは4通りです。

よって、この場合の確率も4通り / 全ての組み合わせ通りとなります。

4. 合計が2になる確率

合計が2になるためには、選んだ4枚のカードのうち2枚が1、残りの2枚が0である必要があります。選んだ2枚を1とする場所を4枚の中から2通り選べるので、組み合わせは6通りです。

確率は6通り / 全ての組み合わせ通りで求められます。

5. 合計が3になる確率

合計が3になるためには、選んだ4枚のカードのうち3枚が1、残りの1枚が0である必要があります。選んだ3枚を1とする場所を4枚の中から3通り選べるので、組み合わせは4通りです。

この場合も確率は4通り / 全ての組み合わせ通りとなります。

6. 合計が4になる確率

合計が4になるためには、選んだ4枚のカード全てが1である必要があります。カードが1である組み合わせは1通りです。

したがって、確率は1通り / 全ての組み合わせ通りです。

7. 確率の計算とまとめ

確率を求めるためには、各場合における組み合わせ数を求め、それを全体の組み合わせ数(カードを4枚選ぶ方法の数)で割ります。全体の組み合わせ数は、2つの選択肢(0または1)が4枚分あるため、2の4乗(16通り)となります。

それぞれの確率を計算した結果は次のようになります。

  • 合計が0: 1/16
  • 合計が1: 4/16
  • 合計が2: 6/16
  • 合計が3: 4/16
  • 合計が4: 1/16

これで、求められる確率を求めることができました。問題を解くためには、組み合わせと確率の基本的な考え方をしっかりと理解することが重要です。

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