高校数学 公式・解法ノート
必須

期待値

着眼点「値 × その確率」の和。確率の合計が1になるか必ず確認してから掛ける。

E=x_1p_1+x_2p_2+\cdots+x_np_n\qquad(p_1+\cdots+p_n=1)

和の期待値は期待値の和(例:さいころ2個の和の期待値 =3.5+3.5=7)。

例題
1
さいころを1回投げ、1の目なら100円、2か3の目なら50円、それ以外は0円もらえる。もらえる金額の期待値を求めよ。
解答
100\cdot\dfrac16+50\cdot\dfrac26+0\cdot\dfrac36=\dfrac{100+100}{6}=\dfrac{100}{3}。
答 \dfrac{100}{3} 円(約33円)
2
赤玉3個・白玉2個の袋から同時に2個取り出す。取り出した赤玉の個数の期待値を求めよ。
解答
全体 {}_{5}\mathrm{C}_{2}=10。
赤0個:{}_{2}\mathrm{C}_{2}=1、赤1個:3\times2=6、赤2個:{}_{3}\mathrm{C}_{2}=3(計10)。
E=0\cdot\dfrac{1}{10}+1\cdot\dfrac{6}{10}+2\cdot\dfrac{3}{10}=\dfrac{12}{10}=\dfrac65。
(検算:1個あたり赤の確率 \frac35、2個で \frac65)
答 \dfrac65 個
ポイント「ゲームに参加すべきか」は「期待値と参加費の比較」で答える。

「場合の数と確率」の項目

  1. 和の法則・積の法則必須
  2. 順列 ₙPᵣ(隣接・非隣接・数字の並び)必須
  3. 組合せ ₙCᵣ(選ぶだけ・図形・最短経路)必須
  4. 組分け(区別あり/なし)差がつく
  5. 同じものを含む順列必須
  6. 円順列・じゅず順列差がつく
  7. 重複順列と部屋分け(空き部屋なし)差がつく
  8. 重複組合せ(○と|の並べ方)差がつく
  9. 確率の定義と「区別して数える」必須
  10. 余事象・「少なくとも」・最大値の確率必須
  11. 独立試行・反復試行の確率必須
  12. 条件付き確率と乗法定理必須
  13. 期待値必須
  14. 2状態の推移 pₙ₊₁=apₙ+b必須
  15. 3状態以上の推移(対称性で1本の漸化式に)差がつく
  16. 完全順列(全員が自分以外を受け取る)不要

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