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【高卒公務員試験】教養試験3ー確率ー

「水曜日の降水確率 45%」 いつの間にか 5% 刻みになったスマホの標準アプリからのお知らせを指で滑らせ、賞味期限が5時間後に迫った 40% OFF の豚肉をカゴにとる・・・

ふと考えただけでも、確率は日常に驚くほどありふれています。だけど「袋の中に赤、青、白の玉が入っていて、1回取り出して色を確認してからまた戻す」といった問題や、模試解説の「$${_{10}C_3 × \frac{1}{3}^7 × \frac{2}{3}^3}$$」って謎、という人 多いのではないでしょうか。

乱暴に換言すれば「どっちが得か」を考えることができる分野が確率です。そりゃあどんな仕事するにも必要な知識・考え方で、だからこそ教養試験や SPI で問われる分野です。毎年、公務員試験のどの区分においても、超頻出分野の1つです。



公務員試験 教養試験における確率については、大前提として、確率の定義は 「該当する通り/全ての通り」であることをふまえた上で、以下2つのポイントをしっかりとつかんでおくことが重要です。

1:サイコロ、カード、袋に入れた玉 の基礎
2:場合の数

【サイコロの問題 について】
サイコロの問題では、2個のサイコロを投げて、その和や積についての確率を求める問題が典型例です。2個のサイコロを同時に投げた場合、全ての場合は6×6=36通りです。6×6の表をさっと書き、具体的に考えていくのが定石となります。

【カードの問題 について】
単に数値だけ書いてあったり、特殊なカードの問題の場合もあります。大体裏返したりします。場合ごとに考えていく必要があります。

※「トランプ」の問題では、大体1セットのトランプでジョーカーを含まないトランプが用いられます。スートとは「ハート、ダイヤ、クローバー、スペード」という「種類」のことです。また、トランプの数値は「A、2~10、J,Q,K(J、Q、K は「絵札」)」です。これらがトランプの基礎知識です。

【袋に入れた玉】
袋に入れた玉の問題では、赤の玉3個、青の玉5個が入っていて、2個取り出した時に 赤赤 となる確率は?といった問題が基本です。ポイントは同じ色の玉も区別がつくとして、赤1、赤2、赤3 のように名付けて考えるとわかりやすいという点です。

典型的な問題へのリンクが下記です。
まずは問題に触れてみましょう!

サイコロ → 2021no15H28no15
カード → 2020no15H26no18
玉 → H30no15



【場合の数の基礎 $${_{◯}C_△}$$
カードや玉の問題でよく使うのですが「◯個の内△個取る」場合に全部で何通りあるか というのを「$${_{◯}C_△}$$」と表します。この計算は確実にできるようにしておきましょう。 

例として、a,b,c という3つの文字から2つ取る場合を考えます。具体的に考えると「a,b」、「a,c」、「b,c」の3通りであることは大丈夫でしょうか。

改めて$${_{3}C_2}$$ と表します。$${_{3}C_2 = 3}$$ ということです。この計算ルールは2ステップです。
1:「見える数字の!、大きい方を上におきます」
2:「見える数字の差の!を分母に加えます」

$${_{3}C_2}$$ を見た時に「見える数字」は「3、2」ですね。そこで3! と 2! 、大きい方は 3! なので、こちらを上におきます。$${ \frac{3!}{2!}}$$ となります。

次に3,2の差つまり3-2=1 なので、1! を分母に加えます。$${ \frac{3!}{2!1!}}$$ となりました。これが$${_{3}C_2}$$ の計算方法です。実際に計算して、3となるのを確認してみてください。ちなみに説明せずに「◯!」という記号を使っていましたが、「◯!」とは「◯から初めて1ずつ減らした数字を1までかけたもの」の略です。3!=3×2×1、2!=2×1、1!=1 ということです。

$${_{10}C_3}$$ を計算ルールの確認として、トライしてみましょう。120 となれば OK です!



【場合の数の基礎 $${_{◯}P_△}$$
「◯個の内△個取って並べる」を「$${_{◯}P_△}$$」と表します。例として、a,b,c という3つの文字から2つ取って並べる場合を考えます。具体的に考えると「a,b」、「a,c」、「b,a」、「b,c」、「c,a」、「c,b」の6通りであることは大丈夫でしょうか。

改めて$${_{3}P_2}$$ と表します。$${_{3}P_2 = 6}$$ ということです。この計算ルールは 1 ステップです。
「左側の数字から初めて、1ずつ減らした数字をかけていきます」
※どこまでかけるかといえば「見える数字の差+1」まで です。

$${_{3}P_2}$$ を見た時に「左側の数字」は3です。3×2×・・・と掛けていくということです。どこまでかけるかといえば、見える数字の差 3-2=1 に 1を加えて「1+1=2」までかけます。つまり3×2です。すると確かに6が出てきます。

$${_{10}P_3}$$ を計算ルールの確認として、トライしてみましょう。720 となれば OK です!

以上が確率の基礎 まとめになります。


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