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期待値の問題演習

(注)Excel等表計算ソフトでの操作法については、こちらのページを見て下さい。

まずは退屈ではありますが、原理的な問題から。

白球2個、黒球5個の入った袋の中から、無作為に1球ずつ球を取り出していく。取り出した球は袋に戻さない。白球が初めて出るまでに取り出される黒球の個数 X の期待値を求めよ。
(皆川多喜造『チャート式解放と演習 確率・統計』数研出版, 1984年, p.122)

まずは確率分布を考えます。こんな感じです。

したがって期待値は次のようになります。

(注)セル【B2】には =2/7、【B3】には =5/21 とB列には確率を求める式が入っています。

したがって、白球が初めて出るまで取り出される黒球の個数は 約1.7個 と予想されるということです。


じゃんじゃん次の問題に行ってみましょう。

さいころを振り、出た目の数だけ10円硬貨を受け取ることができることを決めたゲームがある。参加料は1回サイコロを振るたびに40円である。このゲームに参加するのは得であるか、損であるか。

(ヒント)得か損か?⇒期待値で判断!

(解答)期待値の計算は次の通りになります。

期待値は 35円 です。35 < 40(参加料)なので、このゲームに参加するのは です。

50円硬貨を3枚と100円硬貨2枚を投げ、表が3枚以上出たら、表の出た硬貨をすべてもらえるとする。このとき、もらえる金額の期待値を求めよ。(横浜市立大)

(ヒント)表が3枚、4枚、5枚の種類とその確率を求めます。

(解答)面倒です。工事中です。

したがって期待値は次のようになります。

(工事中)

Aが100円硬貨を3枚、Bが50円硬貨を1枚投げ、硬貨の表が出た枚数の多い方を勝ちとし、同じ枚数のときは引き分けとする。
(1)Aの勝つ確率、Bの勝つ確率、引き分けになる確率を求めなさい。
(2)もし、勝った方が相手の投げた硬貨を全部もらえるとしたら、AとBとどちらが有利か。

(ヒント)得か損か?⇒期待値の大小で判断!

(1)サイコロを1回または2回振り、最後に出た目の数を得点とするゲームを考える。1回振って出た目をみた上で、2回目を振るか否かを決めるのであるが、どのように決めるのが有利であるか。

(2)上と同様のゲームで、3回振ることも許されるとしたら、2回目、3回目を振るか否かの決定は、どのようにするのが有利か。

(ともに京都大学で出題された問題)


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