Cさんの試験合格確率:余事象を使った解法とその理解

高校数学

この問題では、Cさんが3回の試験で合格する確率を求める方法として、余事象を利用するアプローチが求められています。まず、余事象とは何か、そしてそれをどう使うのかを理解することが解法への第一歩です。

1. 余事象とは?

余事象とは、ある事象が起こらない確率のことを指します。例えば、試験に合格する事象Aに対して、その事象が起こらないこと、すなわち「不合格」の確率が余事象となります。確率の性質として、ある事象が起こる確率とその余事象の確率の和は必ず1になります。

したがって、「Cさんが3回の試験のうちに1回でも合格する確率」を求めるためには、「Cさんが3回とも不合格となる確率」を求め、それを1から引けばよいことがわかります。

2. Cさんが不合格となる確率

問題の設定によると、試験の難易度は確率で決まり、難易度が1/3の確率で30%の合格率、2/3の確率で60%の合格率を持つとされています。

まず、Cさんが1回の試験で不合格となる確率を求めます。合格率が30%のとき、不合格となる確率は70%です。合格率が60%のとき、不合格となる確率は40%です。したがって、Cさんが不合格となる確率は次のように計算できます。

  • 1回目の試験で不合格となる確率: (1/3) × (70/100) + (2/3) × (40/100) = 23/50

これにより、Cさんが1回の試験で不合格になる確率は23/50となります。

3. Cさんが3回とも不合格となる確率

次に、Cさんが3回の試験で全て不合格となる確率を求めます。1回の試験で不合格となる確率が23/50であるため、3回とも不合格となる確率はその3乗になります。

  • 3回とも不合格となる確率: (23/50) × (23/50) × (23/50) = (23/50)^3 = 12167/125000

したがって、Cさんが3回とも不合格となる確率は12167/125000です。

4. Cさんが少なくとも1回合格する確率

「Cさんが少なくとも1回合格する確率」は、余事象を使って求めます。具体的には、Cさんが3回の試験のうち1回でも合格する確率は、「1から3回とも不合格となる確率」を引いた値です。

  • 少なくとも1回合格する確率 = 1 – (3回とも不合格) = 1 – 12167/125000 = 113833/125000

これにより、Cさんが少なくとも1回合格する確率は113833/125000となります。

5. まとめ

この問題では、余事象を使ってCさんが3回の試験で合格する確率を求めました。まず不合格となる確率を求め、その後、余事象を使って合格する確率を求める手順を踏みました。このような方法は確率を計算する際に非常に有効で、特に「少なくとも1回」のような条件の確率を求める際に便利です。

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