高校数学

必見!数学の「さいころの最大値最小値」マスターのための究極ガイド

こんにちは!歩兵ブログです。今回も大学受験生に役立つ数学の記事を投稿したいと思います。

生徒

歩兵さん!私確率がどうも苦手です泣

歩兵

確率は苦手としてる人が多いからねぇ…

生徒

この「さいころの最大値最小値」の問題が分からなくて、、
どう考えればいいか検討も尽きません

歩兵

では実践問題の前に、考え方を説明するね

目次

さいころの最大値最小値の考え方

そもそも最大値最小値とは?

最大値とは、さいころを複数回振った場合に出る目の中での「最も大きな値」を指します。逆に最小値は、出る目の中で「最も小さな値」を指します。この基本的な概念を理解することが、問題解決の第一歩です。例を挙げると、さいころを5回振ったとして、出た目が2,4,2,5,1であれば最大値は5、最小値は1です。

具体的な考え方(最大値)

さいころの最大値問題でよくでるのが、「さいころをn回振る試行において、5の目が最大値となる確率を求めよ」の型の問題です。ここで、改めて確認ですが、5が最大値とは、出た目全てが5以下で、少なくとも1回5の目が出ているということです。言い換えると、n回の試行において、1~5のいずれかのみがでる事象から1~4のいずれかのみが出る事象を除いた状態ということです。つまり、n回の試行で、1~4の目のいずれかのみが出る確率をA、1~5の目のいずれかのみが出る確率をBとすると、最大値が5の目となる確率はB-Aとなります。実際に考えると、\(A=(\frac{2}{3})^n\),\(B=(\frac{5}{6})^n\)となるので、\(B-A=(\frac{5}{6})^nー(\frac{2}{3})^n\)です。

具体的な考え方(最小値)

最小値の考え方も最大値と変わりません。よって、飛ばして頂いても構いません。「さいころをn回振る試行において、1の目が最小値となる確率を求めよ」の型の問題を考えます。ここで、改めて確認ですが、1が最大値とは、出た目全てが1以上で、少なくとも1回1の目が出ているということです。言い換えると、n回の試行において、1~6のいずれかがでる事象から2~6のいずれかが出る事象を除いた状態ということです。つまり、n回の試行で、1~6の目のいずれかが出る確率をA、2~6の目のいずれかが出る確率をBとすると、最小値が1の目となる確率はB-Aとなります。

生徒

なるほど!こういう風に考えると良いんですね

歩兵

次は実践問題を解いてみよう

歩兵

もう1問応用問題を見ていこう!!

さいころの最大値最小値の具体的な解き方

例題

さいころをn回投げる。4の目が最大値となる確率を求めよ

解答

n回の試行において、1~3のいずれかのみが出る確率は\((\frac{1}{2})^n\)。また、1~4のいずれかのみがでる確率は\((\frac{2}{3})^n\)である。

よって、求める確率は、\((\frac{2}{3})^nー(\frac{1}{2})^n\)

さいころの最大値最小値のまとめ

歩兵

さいころの最大値最小値について理解できましたか?

生徒

はい!もうこんな問題余裕です!

今回の記事はいかがでしたか?最後までご覧いただきありがとうございます。


  • この記事を書いた人

歩兵

京大医学部現役生。地方の公立高校から合格。受験期の自らの体験をもとに「再現性がありかつ成績が伸びる勉強法」を発信している。

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