確率

排反事象と確率の加法定理

P(A∪B)の求め方

確率の「排反事象と確率の加法定理」を、答えを先に押さえてから理解できる形に整理したページです。「P(A∪B)の求め方」でつまずきやすい点も含めて、学習の流れを短く確認できます。

数学A 約11分 難易度 1 図つき

このページのまとめ

先に押さえておくこと

排反事象と確率の加法定理の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。

答えの要点

図と式の対応や答えの条件を、先に短く確認できます。

  • テーマ: P(A∪B)の求め方
  • ポイント: 確率の要点を、図と式を往復しながら確認しやすい記事です。
  • 次に読むなら: 関連ページ、またはアプリで類題演習

問題

11個のサイコロを11回投げるとき、次の確率を求めよ。

(1)(1)\quad 33の倍数または44の倍数の目が出る確率

(2)(2)\quad 22の倍数または33の倍数の目が出る確率

答えを見る

(1)  (1)\; 12‾\underline{\dfrac{1}{2}}

(2)  (2)\; 23‾\underline{\dfrac{2}{3}}

解説

排反事象と確率の加法定理について解説します。

「排反事象」って何ですか?

いい質問だね。2つの事象が同時には起こらないとき、「排反」と言うんだ。

まずは定義から確認しよう!

なるほど、同時に起こらないということですね。排反のときは確率はどう求めるんですか?

排反のときは、それぞれの確率をそのまま足せばOKだよ。

これを「確率の加法定理」と言うんだ。

排反でないときはP(A∩B)P(A \cap B)を引かないと、重複して数えてしまうんだ。

ベン図で考えるとわかりやすいよ。

排反の場合と排反でない場合をベン図で比較してみましょう。

排反の場合(A∩B=∅A \cap B = \varnothing):

A B

排反でない場合(A∩B≠∅A \cap B \neq \varnothing):

A B

排反でないときは共通部分があるから、P(A)+P(B)P(A)+P(B)だけだと共通部分を22回数えてしまうんですね!

その通り!だからP(A∩B)P(A \cap B)を引いて調整するんだよ。それでは問題を解いていこう。

11個のサイコロを11回投げるとき、次の確率を求めよ。

(1)(1)\quad 33の倍数または44の倍数の目が出る確率

まず、サイコロの出る目は1,2,3,4,5,61, 2, 3, 4, 5, 6の66通りですね。

事象を整理しましょう。

・事象AA:33の倍数の目が出る →\rightarrow {3,6}\{3, 6\} の22通り

・事象BB:44の倍数の目が出る →\rightarrow {4}\{4\} の11通り

ここで大事なのは、AAとBBが排反かどうかを確認することだよ。

A∩BA \cap Bは「33の倍数かつ44の倍数」、つまり1212の倍数の目が出る事象です。

サイコロの目は11~66なので、1212の倍数はありません。

よってA∩B=∅A \cap B = \varnothing、つまりAAとBBは排反\textcolor{red}{排反}です。

A B 36 4 125

排反なので加法定理より、

P(A∪B)=P(A)+P(B)P(A \cup B) = P(A) + P(B)
=26+16= \dfrac{2}{6} + \dfrac{1}{6}
=36=12‾= \dfrac{3}{6} = \underline{\dfrac{1}{2}}

11個のサイコロを11回投げるとき、次の確率を求めよ。

(2)(2)\quad 22の倍数または33の倍数の目が出る確率

同様に事象を整理しましょう。

・事象AA:22の倍数の目が出る →\rightarrow {2,4,6}\{2, 4, 6\} の33通り

・事象BB:33の倍数の目が出る →\rightarrow {3,6}\{3, 6\} の22通り

AAとBBは排反かな?

66は22の倍数でもあり33の倍数でもあるから...排反ではないですね!

正解!A∩B={6}A \cap B = \{6\}だから排反ではないね。一般の加法定理を使おう。

A∩BA \cap Bは「22の倍数かつ33の倍数」、つまり66の倍数の目が出る事象なのでA∩B={6}A \cap B = \{6\}です。

A B 24 6 3 15

排反ではないので、一般の加法定理を使います。

P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)
=36+26−16= \dfrac{3}{6} + \dfrac{2}{6} - \dfrac{1}{6}
=46=23‾= \underline{\dfrac{4}{6} = \dfrac{2}{3}}

もしP(A∩B)P(A \cap B)を引かなかったら56\dfrac{5}{6}になってしまいますね。66を22回数えてしまうから間違いになるんだ。

その通り!排反かどうかの確認は必ず行おう。

33つ以上の排反事象の場合も同じ考え方で、P(A)+P(B)+P(C)P(A) + P(B) + P(C)のように単純に足し合わせればOKだよ。

排反なら何個でも足し算するだけでいいんですね!

その通り。排反かどうかの判定がポイントだから、問題を解くときはまず共通部分があるかどうかを確認しようね。

このページのまとめ

ここでは排反事象と確率の加法定理について学習しました。

ポイントは、AAとBBが排反かどうかを必ず確認することです。

排反ならP(A∪B)=P(A)+P(B)P(A \cup B) = P(A) + P(B)、排反でなければP(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)を使いましょう。

確率の基本となる考え方なので、しっかりマスターしてくださいね!

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