全体の問題は2種類あります。最初の問題は1から150までの整数に関するものです。2番目の問題は、生徒に2つの数学の問題(AとB)を出題した結果に関するものです。具体的に解く必要のある問題は2番目の問題です。 生徒にAとBの2問の数学の問題を出題したところ、Aを正解した人は43人、Bを正解した人は37人、AもBも正解した人は15人いました。このとき、AもBも正解しなかった人は何人いるかを求めます。生徒の総数は明記されていません。総数を$N$とします。

確率論・統計学集合ベン図包含と排除の原理
2025/5/5

1. 問題の内容

全体の問題は2種類あります。最初の問題は1から150までの整数に関するものです。2番目の問題は、生徒に2つの数学の問題(AとB)を出題した結果に関するものです。具体的に解く必要のある問題は2番目の問題です。
生徒にAとBの2問の数学の問題を出題したところ、Aを正解した人は43人、Bを正解した人は37人、AもBも正解した人は15人いました。このとき、AもBも正解しなかった人は何人いるかを求めます。生徒の総数は明記されていません。総数をNNとします。

2. 解き方の手順

Aを正解した人の数をn(A)n(A)、Bを正解した人の数をn(B)n(B)、AもBも正解した人の数をn(AB)n(A \cap B)、AまたはBを正解した人の数をn(AB)n(A \cup B)、AもBも正解しなかった人の数をn(AB)n(\overline{A \cup B})とします。
n(A)=43n(A) = 43
n(B)=37n(B) = 37
n(AB)=15n(A \cap B) = 15
ABA \cup Bを正解した人の数を求めるには、包含と排除の原理を使用します。
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)
n(AB)=43+3715=8015=65n(A \cup B) = 43 + 37 - 15 = 80 - 15 = 65
ABA \cup Bを正解しなかった人の数を求めるには、生徒の総数からABA \cup Bを正解した人の数を引きます。
n(AB)=Nn(AB)n(\overline{A \cup B}) = N - n(A \cup B)
問題文にはNNの値が与えられていません。解答欄に数値のみを記入することから、NNの値が無くともn(AB)n(\overline{A \cup B})の値が一意に定まる必要があります。
問題文に「生徒の総数は明記されていません」とあるので、この問題に答えるには、生徒の総数NNが問題文の中に暗黙のうちに含まれている必要があります。
Aを正解した人数とBを正解した人数の合計が80人なので、生徒の総数NNは少なくとも80人以上必要です。そうでないと、AとBを解いた人が全てAかBを解いたことになってしまい、n(AB)n(\overline{A \cup B})は0になってしまいます。
また、問題文の始めに「人の生徒にAとBの2問の数学の問題を出題したところ」とあることから、ここで「人」とだけ記載されているものが、生徒の総数NNを表していると考えられます。
しかし、「人の生徒に」とあるだけで、正確な人数が書かれていません。このままでは解くことができません。
しかし、この問題は高校数学の問題であると仮定すると、生徒の総数が不明な場合、ベン図を描いて考えることができます。ベン図において、全体集合をUUとすると、n(U)=Nn(U) = Nとなります。
この問題では、集合AAはAを正解した人の集合、集合BBはBを正解した人の集合を表すとします。
n(A)=43n(A) = 43, n(B)=37n(B) = 37, n(AB)=15n(A \cap B) = 15
AAのみを正解した人数は、n(A)n(AB)=4315=28n(A) - n(A \cap B) = 43 - 15 = 28
BBのみを正解した人数は、n(B)n(AB)=3715=22n(B) - n(A \cap B) = 37 - 15 = 22
AABBも正解した人数は、n(AB)=15n(A \cap B) = 15
AAまたはBBを正解した人数は、28+22+15=6528 + 22 + 15 = 65
生徒の総数をNNとすると、AABBも正解しなかった人数はN65N - 65となります。
問題文に生徒の総数が記載されていないため、解くことができません。生徒の総数を仮に100人とすると、10065=35100-65=35となり、35人がAもBも正解しなかったことになります。

3. 最終的な答え

生徒の総数が不明なため、AもBも正解しなかった人数は確定できません。仮に生徒の総数が100人だとすると、AもBも正解しなかった人は35人です。

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