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数学A

確率かくりつ (基本きほん事象じしょう事象じしょう)

最終確認日:

このしょうまなぶこと

中学ちゅうがくでは 「相対度数そうたいどすう = 確率かくりつ」 のちょっかんてきせつめい中心ちゅうしんでした。 高校こうこうでは 場合の数ばあいのかず使つかって確率かくりつすうしきてき定義ていぎ し、 計算けいさんできるようになります。

  • 試行しこう事象じしょう全事象ぜんじしょうようせいする
  • 同様に確からしいどうようにたしからしい意味いみかいする
  • 確率かくりつP(A)=n(A)n(U)P(A) = \dfrac{n(A)}{n(U)}計算けいさんする
  • 余事象よじしょう A\overline{A}使つかって計算けいさんかんたんにする
  • 和事象わじしょう確率かくりつ (加法かほう定理ていり) をまな

ポイント: 「サイコロの 1〜6」 のように 「すべてがおなやすさ」 であることをかくにんしてから計算けいさんはじめます。 このかくにんおこたると答えこたえおおきくずれます。

1. 試行しこう事象じしょうぜん事象じしょう

用語ようご整理せいり

ようれい
試行しこうけっぐうぜんまるこうサイコロをげる
事象じしょう試行しこう結果けっかあつまり奇数きすうる」
全事象ぜんじしょう UUこりうるすべての結果けっか{1,2,3,4,5,6}\{1,2,3,4,5,6\}
根元事象こんげんじしょうこれ以上いじょうこまかくできない事象じしょう「3 がる」
空事象くうじしょう \varnothingこらない事象じしょう「7 がる」

同様どうようたしからしい

全事象ぜんじしょうの各根元事象こんげんじしょうおなやすさつとき、 同様に確からしいどうようにたしからしいいます。 サイコロ・コイン・くじなどの 「フェア」 な道具どうぐがこれにたります。

大事だいじ:同様どうようたしからしい」 が道具どうぐ計算けいさんするときだけ、 P(A)=n(A)n(U)P(A) = \dfrac{n(A)}{n(U)} というこうしき使つかえます。

2. 確率かくりつ基本きほん公式こうしき

定義ていぎ

全事象ぜんじしょう UUかく根元ねもと事象じしょう同様どうようたしからしいとき、 事象じしょうAA確率かくりつ

P(A)=n(A)n(U)=A に含まれる場合の数全体の場合の数P(A) = \frac{n(A)}{n(U)} = \frac{\text{A に含まれる場合の数}}{\text{全体の場合の数}}

もとまります。 n()n(\cdot) はその事象じしょうふくまれる場合ばあいかずあらわします。

確率かくりつ基本きほん性質せいしつ

  • 0P(A)10 \le P(A) \le 1
  • P()=0P(\varnothing) = 0P(U)=1P(U) = 1
  • AAかならこるとき P(A)=1P(A) = 1けっしてこらないとき P(A)=0P(A) = 0

例題れいだい 1: サイコロ

サイコロを 1 げるとき、 「奇数きすうる」 確率かくりつ36=12\dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2}。 「3 以上いじょうる」 確率かくりつ46=23\dfrac{4}{6} = \dfrac{2}{3}

例題れいだい 2: 2 のサイコロ

大小だいしょう 2 のサイコロをげるとき、 が 7 になる確率かくりつは ? 全体ぜんたい6×6=366 \times 6 = 36とおり。 が 7 になるのは (1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1) の 6 とおり。 したがって 636=16\dfrac{6}{36} = \dfrac{1}{6}

例題れいだい 3: カード

1〜10 のカードから 1 まいいて 「3 のばいすうかまたは 4」 が確率かくりつは ? がいとうするのは {3,6,9,4}\{3, 6, 9, 4\} の 4 とおり。 確率かくりつ410=25\dfrac{4}{10} = \dfrac{2}{5}

3. 事象じしょう確率かくりつ

定義ていぎ

事象じしょうAAたいして 「AAこらない」 という事象じしょう余事象よじしょうび、 A\overline{A}きます。

P(A)=1P(A)P(\overline{A}) = 1 - P(A)

いつ使つかうか

すくなくとも 1 かい」 というひょうげんたら余事よじぞううたがいます。 直接ちょくせつかぞえると場合ばあいけがおおくなるが、 事象じしょう (= 「1 かいこらない」) はかぞえやすいことがおおいからです。

例題れいだい 4: コイン

コインを 5 かいげるとき、 すくなくとも 1 かいひょう確率かくりつは ?

事象じしょう = 「5 かいともうら」 = 125=132\dfrac{1}{2^5} = \dfrac{1}{32}もとめる確率かくりつ1132=31321 - \dfrac{1}{32} = \dfrac{31}{32}

例題れいだい 5: 玉取たまと

赤玉あかだま 4 白玉しらたま 6 はいったふくろから同時どうじに 3 すとき、 すくなくとも 1 あかだま である確率かくりつは ?

事象じしょう = 「3 ともしろ」 = 6C310C3=20120=16\dfrac{{}_6 C_3}{{}_{10} C_3} = \dfrac{20}{120} = \dfrac{1}{6}もとめる確率かくりつ116=561 - \dfrac{1}{6} = \dfrac{5}{6}

4. 事象じしょう確率かくりつ (加法かほう定理ていり)

排反はいはん事象じしょう場合ばあい

事象じしょうAABB同時どうじこらない (= 排反はいはん) とき、

P(AB)=P(A)+P(B)P(A \cup B) = P(A) + P(B)

ちます。 これを確率の加法定理かくりつのかほうていりいます。

一般いっぱん事象じしょう

排反はいはんでないときは、 じゅうふく部分ぶぶんきます。

P(AB)=P(A)+P(B)P(AB)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)

例題れいだい 6: トランプ

トランプ 52 まいから 1 まいくとき、 「ハート」 または 「さつ (J, Q, K)」 が確率かくりつは ?

P(ハート)=1352P(\text{ハート}) = \dfrac{13}{52}P(絵札)=1252P(\text{絵札}) = \dfrac{12}{52}P(ハートかつ絵札)=352P(\text{ハートかつ絵札}) = \dfrac{3}{52} (ハートの J, Q, K)。 したがって

P(ハート絵札)=13+12352=2252=1126P(\text{ハート} \cup \text{絵札}) = \dfrac{13 + 12 - 3}{52} = \dfrac{22}{52} = \dfrac{11}{26}

5. しょうまつまとめ

じょうきょうこうしき
基本きほんP(A)=n(A)n(U)P(A) = \dfrac{n(A)}{n(U)}
事象じしょうP(A)=1P(A)P(\overline{A}) = 1 - P(A)
排反はいはんP(AB)=P(A)+P(B)P(A \cup B) = P(A) + P(B)
一般いっぱんP(AB)=P(A)+P(B)P(AB)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)

6. よくあるミスと対策たいさく

ミスげんいんたいさく
じゅうふくわすれる「ハートかつさつ」 をかずにしてしまうかならベン図べんずかくにん
排反はいはん独立どくりつこんどうことている排反はいはん = 「同時どうじきない」、 独立どくりつ = 「えいきょうしない」
全体ぜんたいかず間違まちが順番じゅんばん区別くべつするかしないかで異なることぶんしょうちゅうふか
すくなくとも」 を直接ちょくせつかぞえる場合ばあいけがおお事象じしょう検討けんとう

しょうでは: 「あることこったうえでの確率かくりつ」 = 条件付き確率じょうけんつきかくりつ、 そして試行しこうたがいに独立どくりつであるときの確率かくりつまなびます。

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