表の出る確率が0.3のコインを、表が出るまで投げ続けるとき、確率0.95の確かさで、何回投げれば表が出ると考えられるかを求める問題です。

確率論・統計学確率期待値対数
2025/7/3

1. 問題の内容

表の出る確率が0.3のコインを、表が出るまで投げ続けるとき、確率0.95の確かさで、何回投げれば表が出ると考えられるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、nn回以内に表が出る確率を求めます。nn回以内に表が出る確率は、nn回全て裏が出る確率を1から引くことで計算できます。コインをnn回投げたとき、全て裏が出る確率は (10.3)n=0.7n(1-0.3)^n = 0.7^n です。したがって、nn回以内に表が出る確率は、
10.7n1 - 0.7^n
問題では、この確率が0.95以上になるnnを求めるように求められています。したがって、
10.7n0.951 - 0.7^n \ge 0.95
0.7n0.050.7^n \le 0.05
両辺の対数をとります。
nlog(0.7)log(0.05)n \log(0.7) \le \log(0.05)
log(0.7)\log(0.7) は負の数なので、両辺をlog(0.7)\log(0.7)で割ると不等号の向きが変わります。
nlog(0.05)log(0.7)n \ge \frac{\log(0.05)}{\log(0.7)}
ここで、log(0.05)1.3010\log(0.05) \approx -1.3010log(0.7)0.1549\log(0.7) \approx -0.1549なので、
n1.30100.15498.3989n \ge \frac{-1.3010}{-0.1549} \approx 8.3989
nnは整数なので、n9n \ge 9となります。

3. 最終的な答え

9回

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