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数学 2年

確率かくりつ — 同様どうように確たしからしい・樹形図じゅけいず・確率かくりつの公式こうしき

最終確認日:

この章しょうで学まなぶこと

「このことがどのくらい起おこりやすいか」 を数すう字じで表あらわすのが 確率かくりつ です。 中なか 2 で学まなぶ確率かくりつは、 高校こうこうの 場合の数ばあいのかず・順列じゅんれつ・組合せくみあわせ へつながり、 さらには 統計とうけい学がく の土ど台だいになります。

  • 確率かくりつ と 「起おこりやすさ」 の関かん係けいがわかる
  • 同様に確からしいどうようにたしからしい の意い味みを説せつ明めいできる
  • 樹形図じゅけいず・表ひょう で場ば合あいの数かずを数えかぞられる
  • 確率の公式かくりつのこうしき P=起こる場ば合あい の数全ぜん体たい の場ば合あい の数P = \dfrac{\text{起こる場ば合あい の数}}{\text{全ぜん体たい の場ば合あい の数}} を使つかえる
  • さいころ・コインこいん・玉たまの典てん型けい例が解とける

1. 確率かくりつとは

確率かくりつ = 「そのことが起おこる度合あい」 を 0 から 1 までの数すう で表あらわしたもの。

確率かくりつの値あたい意い味み
00絶ぜっ対たいに起おこらない (例れい: さいころで 「7 が出でる」)
12\frac{1}{2}半分はんぶんの度合あい (例れい: コインで 「表ひょうが出でる」)
11必かならず起おこる (例れい: 1 〜 6 のどれかが出でる)

確率かくりつは % (パーセント) で言いうこともあります。 12=0.5=50%\dfrac{1}{2} = 0.5 = 50 \%。

2. 同様どうように確たしからしい

確率かくりつを求もとめるには、 すべての結けっ果かが同おなじように起おこる という前ぜん提ていが必ひつ要ようです。 これを 同様に確からしいどうようにたしからしい と言いいます。

例れい

場面ばめん同様どうように確たしからしいか理り由ゆう
公こう正せいなさいころで 1 〜 6 が出でる○どの目めも同おなじ重みおも
公こう正せいなコインで表ひょう・裏うら○形かたちが対たい称しょう
5 個この赤あか玉だまと 3 個この白玉しらたまから 1 個こ取とる○どの玉たまも同おなじ確率かくりつ (玉だま 1 個こずつで数かぞえる)
「明日あした雨あめが降ふるか降ふらないか」 で確率かくりつ12\frac{1}{2}✕雨あめと晴はれは同おなじ度合どあいではない

大事だいじ: 「2 つしかないから 12\dfrac{1}{2}」 は 間違まちがい。 「同様どうように確たしからしい」 を確かく認にんしてから確率かくりつを計けい算さんすること。

3. 確率かくりつの公式こうしき

すべての結けっ果かが同様どうように確たしからしい とき、

P(A)=出来事 A が起こる場ば合あい の数起こりうる全ぜん体たい の場ば合あい の数P(A) = \frac{\text{出来事 } A \text{ が起こる場ば合あい の数}}{\text{起こりうる全ぜん体たい の場ば合あい の数}}

例題れいだい 1 (さいころ)

公こう正せいなさいころを 1 回かい振ふる。 「3 以い上じょうの目めが出でる」 確率かくりつは?

解とき方かた:

  • 全ぜん体たいの場ば合あい: {1,2,3,4,5,6}\{1, 2, 3, 4, 5, 6\} → 6 通とおり
  • 起おこる場ば合あい: {3,4,5,6}\{3, 4, 5, 6\} → 4 通とおり
P=46=23P = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}

4. 樹形図じゅけいずで数かぞえる

「2 回かい振ふる」「2 個こ取とる」 のように、 複ふく数すうの出来事できごとが重かさなる ときは 樹形図じゅけいず が役やくに立たちます。

例題れいだい 2 (コイン 2 枚まい)

公こう正せいなコインを 2 枚まい投なげる。 「2 枚まいとも表ひょう」 の確率かくりつは?

樹形図じゅけいず:

1 枚まい目め   2 枚まい目め
  表ひょう ─┬─ 表ひょう  (表ひょう表ひょう)
      └─ 裏うら  (表裏ひょうり)
  裏うら ─┬─ 表ひょう  (裏表うらおもて)
      └─ 裏うら  (裏うら裏うら)

全ぜん体たい 4 通とおり、 「表ひょう表ひょう」 は 1 通とおり。

P=14P = \frac{1}{4}

大事だいじ: 「2 枚まい投なげて表ひょうの数かずは 0、 1、 2 の 3 通とおり だから 13\frac{1}{3}」 は 誤あやまり。 「同様どうように確たしからしいのは 4 通とおり」 で数かぞえます。

5. 表ひょうで数かぞえる (さいころ 2 個こ)

さいころを 2 つ振ふるときは、 6 × 6 の表おもて を作つくるとわかりやすい。

1個こ目め \ 2個こ目め123456
1(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(1,6)
2(2,1)(2,2)(2,3)(2,4)(2,5)(2,6)
3(3,1)(3,2)(3,3)(3,4)(3,5)(3,6)
4(4,1)(4,2)(4,3)(4,4)(4,5)(4,6)
5(5,1)(5,2)(5,3)(5,4)(5,5)(5,6)
6(6,1)(6,2)(6,3)(6,4)(6,5)(6,6)

全ぜん体たい 36 通とおり。

例題れいだい 3

さいころ 2 個こを同どう時じに振ふる。 「目めの和わが 7」 の確率かくりつは?

当あてはまるもの: (1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)(1,6), (2,5), (3,4), (4,3), (5,2), (6,1) → 6 通とおり

P=636=16P = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}

例題れいだい 4

同おなじ設せっ定ていで 「目めの積せきが偶ぐう数すう」 の確率かくりつは?

逆ぎゃくを数かぞえる (奇数きすうの場ば合あい):

積せきが奇数きすう ⇔ 両方りょうほうとも奇数きすう (1,3,51, 3, 5 の 3 通とおりずつ) → 3×3=93 \times 3 = 9通とおり

積せきが偶数ぐうすう = 36−9=2736 - 9 = 27通とおり

P=2736=34P = \frac{27}{36} = \frac{3}{4}

ポイント: 「起おこる場合ばあいを直接ちょくせつ数かぞえにくいとき、 反はん対たい (起おこらない場ば合あい) を数かぞえて 全ぜん体たいから引ひく」 は大事だいじなテクニック。

6. 玉たまを取とり出だす

例題れいだい 5 (1 個こ取とる)

袋ふくろに赤玉あかだま 3 個こ、 白玉しらたま 2 個こが入はいっている。 1 個こ取とり出だすとき、 赤あか玉だまである確率かくりつは?

解とき方かた: 「どの玉たまも同様どうように確たしからしい」 と考かんがえる。 全ぜん体たい 5 個こ、 赤玉あかだま 3 個こ。

P=35P = \frac{3}{5}

例題れいだい 6 (2 個こ同時どうじに取とる)

同おなじ袋ふくろから 同時どうじに 2 個こ 取とり出だす。 「2 個ことも赤あか玉だま」 の確率かくりつは?

樹形図じゅけいず (玉だまに番ばん号ごうをつける) — 赤あか 1, 赤あか 2, 赤あか 3, 白しろ 1, 白しろ 2:

5 個こから 2 個こを選えらぶ組合せくみあわせ = 5×42=10\dfrac{5 \times 4}{2} = 10通とおり

(中ちゅう 2 では樹形図じゅけいずで数かぞえ上あげる)

赤玉あかだま 2 個この組合せくみあわせ = 3×22=3\dfrac{3 \times 2}{2} = 3通とおり

P=310P = \frac{3}{10}

7. 確率かくりつの性せい質しつ

性せい質しつ説せつ明めい
① 0≤P(A)≤10 \le P(A) \le 1確率かくりつは必かならず 0 〜 1 の間ま
② 必かならず起おこる P=1P = 1例れい: さいころで 「1 〜 6 のどれか」
③ 絶対ぜったい起おこらない P=0P = 0例れい: さいころで 「7 が出でる」
④ 起おこらない確率かくりつ=1−P(A)= 1 - P(A)「余よ事象じしょう」 の性質せいしつ

例題れいだい 7 (余よ事象じしょう)

さいころを振ふるとき、 「1 でない目め が出でる」 確率かくりつは?

「1 が出でる」 確率かくりつ = 16\dfrac{1}{6}。 余よ事象じしょうは

1−16=561 - \frac{1}{6} = \frac{5}{6}

8. ふりかえり

  • 確率かくりつ は 0 から 1 の間まの数かずとわかる
  • 同様に確からしいどうようにたしからしい の意い味みと大事だいじさが言いえる
  • 確率の公式かくりつのこうしき P=起こる数全ぜん体たい の数P = \dfrac{\text{起こる数}}{\text{全ぜん体たい の数}} が使つかえる
  • 樹形図じゅけいず で場ば合あいの数かずを数かぞえられる
  • [ ]さいころ 2 個この 6 × 6 の表おもて が書かける
  • 「目めの和わ」「目めの積せき」 等とうの典てん型けい例が解とける
  • 「反はん対たい (余よ事象じしょう) を数かぞえて引ひく」 テクニックが使つかえる
  • [ ]P(起こらない)=1−P(起こる)P(\text{起こらない}) = 1 - P(\text{起こる}) を使つかえる
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