3日間の室温の平均が33度で、3日間とも30度以上であるという条件の下で、3日間のうち最も室温が高かった日がいつかを特定する問題です。ただし、追加の情報として、昨日が30度だった(ア)場合と、今日が35度だった(イ)場合の2つの条件が与えられています。これらの条件のどちらか、または両方を使って、最も室温が高かった日を特定できるかどうかを判断します。

応用数学平均不等式条件付き確率問題解決
2025/4/1

1. 問題の内容

3日間の室温の平均が33度で、3日間とも30度以上であるという条件の下で、3日間のうち最も室温が高かった日がいつかを特定する問題です。ただし、追加の情報として、昨日が30度だった(ア)場合と、今日が35度だった(イ)場合の2つの条件が与えられています。これらの条件のどちらか、または両方を使って、最も室温が高かった日を特定できるかどうかを判断します。

2. 解き方の手順

まず、3日間の室温をそれぞれxx, yy, zzとします(おととい、昨日、今日の順)。
問題文より、以下の条件が成り立ちます。
* x30x \geq 30
* y30y \geq 30
* z30z \geq 30
* x+y+z3=33\frac{x+y+z}{3} = 33 つまり x+y+z=99x+y+z = 99
条件ア(昨日が30度だった場合)を適用すると、y=30y = 30となり、x+30+z=99x+30+z = 99なので、x+z=69x+z = 69となります。
x30x \geq 30なので、z39z \leq 39となります。
z30z \geq 30も考慮すると、30z3930 \leq z \leq 39です。
この場合、最も高い室温は今日であるとは限りません。(例:おとといが39度の場合)
条件イ(今日が35度だった場合)を適用すると、z=35z = 35となり、x+y+35=99x+y+35 = 99なので、x+y=64x+y = 64となります。
x30x \geq 30なので、y34y \leq 34となります。
y30y \geq 30も考慮すると、30y3430 \leq y \leq 34です。
この場合、最も高い室温はおそらく今日(35度)ですが、おとといの室温が35度より高い場合も考えられます。(例:おとといが34度、昨日が30度の場合)
しかし、x+y=64x+y = 64なので、x=64yx=64-y
yyの取りうる値のうち、最大値34を取るとき、x=30x=30yyの取りうる値のうち、最小値30を取るとき、x=34x=34
このとき、今日(z=35z=35)が最も高い室温だと断定できます。
条件アとイの両方が成り立つ場合、y=30y = 30z=35z = 35となり、x+30+35=99x+30+35 = 99なので、x=34x = 34となります。
この場合、最も高い室温は今日(35度)です。
条件イだけの場合は、今日が最高気温と断定できます。条件アだけでは、最高気温を特定できません。

3. 最終的な答え

B

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