大小中3個のサイコロを投げたとき、出た目の最小値が5になる場合は何通りあるかを求める問題です。

確率論・統計学確率サイコロ最小値場合の数組み合わせ
2025/5/6

1. 問題の内容

大小中3個のサイコロを投げたとき、出た目の最小値が5になる場合は何通りあるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、3つのサイコロの目がすべて5以上6以下である場合の数を求めます。次に、3つのサイコロの目がすべて6以下である場合の数を求めます。そして、3つのサイコロの目がすべて5以上6以下である場合の数から、3つのサイコロの目がすべて6以下である場合の数を引くことで、最小値が5になる場合の数を求めます。
* 3つのサイコロの目がすべて5以上6以下である場合の数:
各サイコロの目は5または6のいずれかであるため、各サイコロについて2通りの可能性があります。したがって、3つのサイコロの目の組み合わせは 2×2×2=23=82 \times 2 \times 2 = 2^3 = 8通りです。
* 3つのサイコロの目がすべて6以下である場合の数:
各サイコロの目は1から6のいずれかであるため、各サイコロについて6通りの可能性があります。したがって、3つのサイコロの目の組み合わせは 6×6×6=63=2166 \times 6 \times 6 = 6^3 = 216通りです。
* 3つのサイコロの目がすべて5より大きい(つまり6)である場合の数:
各サイコロの目は6であるため、各サイコロについて1通りの可能性があります。したがって、3つのサイコロの目の組み合わせは 1×1×1=13=11 \times 1 \times 1 = 1^3 = 1通りです。
3つのサイコロの目がすべて5以上である場合の数から、3つのサイコロの目がすべて5より大きい(つまり6)である場合の数を引くことで、最小値が5になる場合の数を求めます。
ここで、3つのサイコロの目がすべて5以上である場合の数は、各サイコロが5または6のいずれかであるため、23=82^3 = 8通りです。しかし、この中にはすべての目が6である場合が含まれています。したがって、少なくとも1つのサイコロの目が5である場合を求めるには、232^3からすべての目が6である場合(1通り)を除外します。
最小値が5であるためには、少なくとも1つのサイコロが5でなければならず、すべてのサイコロが5以上でなければなりません。すべてのサイコロの目が5以上である組み合わせの総数は、23=82^3 = 8通りです。この中には、すべての目が6である場合が含まれています。したがって、最小値が5であるためには、この8通りからすべての目が6である1通りを引く必要があります。
各サイコロの目の出方は5または6であるため、23=82^3 = 8通り。このうち、すべてのサイコロの目が6である場合(1通り)を除くと、少なくとも1つのサイコロの目が5である組み合わせが7通り残ります。
したがって、3つのサイコロの目がすべて5以上6以下である場合の数から、すべて6である場合を除くと、最小値が5になる場合の数は 81=78 - 1 = 7通りです。
しかし、これは3つのサイコロの区別を考慮していません。
すべての目が5以上である組み合わせから、すべての目が6である組み合わせを引いたものが、少なくとも1つの目が5である組み合わせになります。
すべての目が5以上であるのは、23=82^3 = 8通りです。そのうち、すべて6であるのは1通りなので、少なくとも1つの目が5であるのは81=78 - 1 = 7通りです。
3つのサイコロの区別を考慮すると、最小値が5であるということは、3つのサイコロのいずれかが5でなければなりません。そして、残りのサイコロは5以上でなければなりません。
すべてのサイコロが5以上の目の場合:23=82^3 = 8通り
すべてのサイコロが6の目の場合:13=11^3 = 1通り
求める組み合わせの数:6353=216125=916^3 - 5^3 = 216 - 125 = 91通り。
3つのサイコロの出目がすべて5以上6以下である場合は、23=82^3 = 8通りです。
3つのサイコロの出目がすべて6である場合は、13=11^3 = 1通りです。
したがって、少なくとも1つのサイコロの出目が5である場合は、2313=81=72^3 - 1^3 = 8 - 1 = 7通りです。
しかし、大中小のサイコロには区別があります。したがって、少なくとも1つが5で、残りが5以上のサイコロの目の出方を考えます。
全ての目が5以上の出方:23=82^3 = 8通り
全ての目が6の出方:1通り
3個のサイコロの目の最小値が5であるということは、少なくとも1つのサイコロの目が5であり、他のサイコロの目は5または6であるということです。3つのサイコロのすべての目が5以上であるのは23=82^3 = 8通り。その中で、すべての目が6である場合は1通り。したがって、最小値が5であるのは81=78 - 1 = 7通りです。
全てのサイコロの目が5以上の時、各サイコロは5か6のどちらかです。23=82^3=8
全てのサイコロの目が6の時、1通り。
よって231=81=72^3 - 1=8-1=7通り。
求める場合の数は、6353=216125=916^3 - 5^3 = 216 - 125 = 91通りです。
しかし、この中には最小値が5でないものも含まれます。
正しい考え方:すべてのサイコロが5以上の目である場合から、すべて6の目である場合を除いたものが答えとなります。
すべての目が5以上となるのは、23=82^3 = 8通り。
そのうち、すべてが6となるのは1通り。
よって、求める場合の数は81=78-1=7通り。
しかし、問題文は「最小値が5になる場合」なので、3つのサイコロすべてが6である場合を除外する必要はありません。

3. 最終的な答え

7通り

「確率論・統計学」の関連問題

(7) 男子4人と女子2人が横一列に並ぶとき、女子2人が隣り合うような並び方の総数を求める問題。 (8) 赤玉6個と白玉4個が入っている袋から、同時に3個の玉を取り出すとき、赤玉も白玉も含まれる確率を...

順列組み合わせ確率場合の数
2025/5/6

3枚の硬貨を同時に投げたとき、表が出る枚数を確率変数 $X$ とします。このとき、確率変数 $X$ の期待値を求めなさい。

確率期待値確率変数二項分布ベルヌーイ試行
2025/5/6

あるクラスで、サッカーの中継を見た生徒が25人、卓球の中継を見た生徒が17人、サッカーと卓球の両方を見た生徒が10人いる。サッカーまたは卓球の中継を見た生徒は何人いるか求める。

集合包含と排除の原理統計
2025/5/6

7人の生徒の中から5人の生徒を選ぶ選び方は何通りあるか求める問題です。

組み合わせ場合の数順列と組み合わせ
2025/5/6

1枚の硬貨を4回続けて投げるとき、表と裏の出方は全部で何通りあるか。

確率組み合わせ場合の数独立試行
2025/5/6

(4) $8P_4$ の値を求めよ。 (5) 5人の中から3人を選んで横一列に並べるとき、並べ方は全部で何通りあるか。

順列組み合わせ場合の数
2025/5/6

男子3人、女子5人の中から、男子1人と女子1人を選ぶ方法は何通りあるかを求める問題です。

組み合わせ場合の数順列
2025/5/6

1つのサイコロを2回続けて投げたとき、出た目の数の和が7になるのは全部で何通りあるかを求める問題です。

確率サイコロ場合の数組み合わせ
2025/5/6

(1) $ _6C_3 $ と $ _7C_5 $ の値をそれぞれ求めよ。 (2) 男子10人、女子5人の中から5人の委員を選ぶとき、 (ア) 選び方は何通りあるか。 (イ) 男子の委員を2人、女子の...

組み合わせ順列・組み合わせ二項係数
2025/5/6

男2人、女3人の計5人が1列に並ぶときの、次の条件を満たす並び方の数を求める問題です。 1. 両端が女である。

順列場合の数条件付き確率
2025/5/6