AとBが球を取り出し、その色を知らないとします。Cが赤球を取り出す確率を求め、その後、Cが赤球を取り出したという条件の下で、Aが取り出した球も赤球である条件付き確率を求める問題です。ただし、問題文の前半部分が省略されているため、球が入っている袋の中身が不明です。ここでは問題文の前段の内容(例えば、「赤球が3つ、白球が2つ入った袋から…」のような内容)がわかっている前提で、一般的に解き進めます。

確率論・統計学条件付き確率ベイズの定理確率組み合わせ
2025/5/13

1. 問題の内容

AとBが球を取り出し、その色を知らないとします。Cが赤球を取り出す確率を求め、その後、Cが赤球を取り出したという条件の下で、Aが取り出した球も赤球である条件付き確率を求める問題です。ただし、問題文の前半部分が省略されているため、球が入っている袋の中身が不明です。ここでは問題文の前段の内容(例えば、「赤球が3つ、白球が2つ入った袋から…」のような内容)がわかっている前提で、一般的に解き進めます。

2. 解き方の手順

まず、Cが赤球を取り出す確率を計算します。AとBがそれぞれ赤球を取り出す場合、Aが赤球、Bが白球を取り出す場合、Aが白球、Bが赤球を取り出す場合、AとBがそれぞれ白球を取り出す場合を考慮する必要があります。
次に、Cが赤球を取り出したという条件の下で、Aが取り出した球も赤球である条件付き確率を求めます。これはベイズの定理を用いて計算できます。
具体的な計算例として、袋の中に赤球3個、白球2個が入っている場合を考えます。
まず、A,Bが取り出した後の球の構成を考えます。
* A, Bが赤球を取り出した場合:赤1, 白2
* Aが赤球, Bが白球を取り出した場合:赤2, 白1
* Aが白球, Bが赤球を取り出した場合:赤2, 白1
* A, Bが白球を取り出した場合:赤3
それぞれの確率を計算します。A,Bが区別できるとして、
A,Bが赤玉を取り出す確率は、 35×24=620=310\frac{3}{5} \times \frac{2}{4} = \frac{6}{20} = \frac{3}{10}
Aが赤、Bが白を取り出す確率は 35×24=620=310\frac{3}{5} \times \frac{2}{4} = \frac{6}{20} = \frac{3}{10}
Aが白、Bが赤を取り出す確率は 25×34=620=310\frac{2}{5} \times \frac{3}{4} = \frac{6}{20} = \frac{3}{10}
A,Bが白を取り出す確率は 25×14=220=110\frac{2}{5} \times \frac{1}{4} = \frac{2}{20} = \frac{1}{10}
Cが赤玉を取り出す確率を計算します。
P(C=)=P(A=,B=)P(C=A=,B=)+P(A=,B=)P(C=A=,B=)+P(A=,B=)P(C=A=,B=)+P(A=,B=)P(C=A=,B=)P(C=赤) = P(A=赤, B=赤) P(C=赤|A=赤, B=赤) + P(A=赤, B=白) P(C=赤|A=赤, B=白) + P(A=白, B=赤) P(C=赤|A=白, B=赤) + P(A=白, B=白) P(C=赤|A=白, B=白)
P(C=)=(310×13)+(310×23)+(310×23)+(110×33)=110+210+210+110=610=35P(C=赤) = (\frac{3}{10} \times \frac{1}{3}) + (\frac{3}{10} \times \frac{2}{3}) + (\frac{3}{10} \times \frac{2}{3}) + (\frac{1}{10} \times \frac{3}{3}) = \frac{1}{10} + \frac{2}{10} + \frac{2}{10} + \frac{1}{10} = \frac{6}{10} = \frac{3}{5}
Aが赤を取り出した確率(Cが赤という条件の下)
P(A=C=)=P(C=A=)P(A=)P(C=)P(A=赤|C=赤) = \frac{P(C=赤|A=赤)P(A=赤)}{P(C=赤)}
P(A=)=35P(A=赤) = \frac{3}{5}
P(C=A=)=P(B=)P(C=A=,B=)+P(B=)P(C=A=,B=)P(C=赤|A=赤) = P(B=赤)P(C=赤|A=赤, B=赤) + P(B=白)P(C=赤|A=赤, B=白)
=34×13+14×23=3+212=512 = \frac{3}{4} \times \frac{1}{3} + \frac{1}{4} \times \frac{2}{3} = \frac{3+2}{12} = \frac{5}{12}
P(A=C=)=512×3535=512P(A=赤|C=赤) = \frac{\frac{5}{12}\times \frac{3}{5}}{\frac{3}{5}} = \frac{5}{12}
しかし、問題ではAとBが区別できないため、Aが赤、Bが白を取り出す場合とAが白、Bが赤を取り出す場合はまとめて考える必要があります。
この場合、A,Bが同じ色の場合と異なる色の場合を考えれば良いです。
* AB同じ色:赤赤 or 白白
* AB異なる色:赤白
A,Bが赤赤の時、残りは赤1白2なのでCが赤である確率は1/3
A,Bが白白の時、残りは赤3なのでCが赤である確率は1
A,Bが異なるとき、残りは赤2白1なのでCが赤である確率は2/3
P(AB赤赤)=35×24=310P(AB赤赤) = \frac{3}{5} \times \frac{2}{4} = \frac{3}{10}
P(AB白白)=25×14=110P(AB白白) = \frac{2}{5} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{10}
P(AB)=610P(AB異) = \frac{6}{10}
P(C=)=31013+1101+61023=110+110+410=610=35P(C=赤) = \frac{3}{10}\frac{1}{3} + \frac{1}{10}1 + \frac{6}{10}\frac{2}{3} = \frac{1}{10} + \frac{1}{10} + \frac{4}{10} = \frac{6}{10} = \frac{3}{5}
Aが赤の条件の下で、Cが赤となる確率は
P(A=C=)=P(A=C=)P(C=)P(A=赤|C=赤) = \frac{P(A=赤 \cap C=赤)}{P(C=赤)}
=3551235=512=\frac{\frac{3}{5}\frac{5}{12}}{\frac{3}{5}} = \frac{5}{12}

3. 最終的な答え

シ = 3
ス = 5
セ = 5
ソ = 12

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