【 問題 】5~6年生向け
さいころを3回投げて出た目を順にa、b、cとします。a×b×cが6の倍数になるとき、a、b、cの組み合わせは何通りありますか。
【 解答 】
6×6×6=216
{1,2,4,5}4×4×4=64
{1,3,5} 3×3×3=27
{1,5} 2×2×2= 8
216-(64+27-8)=133通り
普通に厄介だと思う。これを小学生でスムーズにやれるなら、高校生になっての反復試行や確率漸化式なんて簡単なはず(君たちは相当にレベルの高いことをやっているんだ)。手応え=自信を持ちながらやっていこう。では、いきます。
積が6の倍数は正面からいくと面倒なことになる、だって、6が1個でもあれば6の倍数になるんだけど6が2個でも3個でもいいし、6がなくても3×偶数でいけるんだけど偶数には6も含まれるし、、そう、場合分けが大変になっちゃう。
正面からいくのが厄介なときは全体から引いてあげる。
全体-6の倍数でない=6の倍数
これを余事象という。
全体の通り数は6×6×6=216通りだね、ここから6の倍数でないものを引いてあげる。
6=2×3であることを意識して場合分けする。
6の倍数でない
【1】
3、6を含めない場合
a、b、cが{1、2、4、5}であれば積が6の倍数にはならない。
あれ?でも3が入っても×奇数ならいいのでは?と思うかもだけど、3が入る場合は次で考える。
a、b、cが{1、2、4、5}
⇒ 4×4×4=64通り
【2】
3を含める(でも、偶数は含めない)=奇数だけの場合
a、b、cが{1、3、5}であれば積が6の倍数にはならない。
a、b、cが{1、3、5}
⇒ 3×3×3=27通り
これで6の倍数でないものは全部なんだけど重複がある、そう、{1、5}だ。たとえば、【1】にも【2】にも(a、b、c)=(1、1、5)は含まれてしまってる。だから、その重複は引いてあげないとだ。
【1】【2】の重複
⇒ a、b、cが{1、5}
⇒ 2×2×2=8通り
できました☆
6の倍数でない
⇒ 64+27-8=83通り
これを全体の通り数から引いてあげると6の倍数の通り数が出せる。
216-83=133通り
さいころ3回は216通り、その216通りのうち、83通りは積が6の倍数でない、133通りは積が6の倍数。
よって、答えは133通りとなる。
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