名古屋大学2025年理系数学第4問・文系数学第3問(解答・解説)


(1)
A、Eを選ぶとコインを3枚裏返すことになり、それ以外のコインを選ぶとコインを2枚裏返すことになるから、2回で6枚のコインを裏返すためには、AとEのコインを1回ずつ選ぶことになります。
2回の操作でのコインの選び方は全部で(6×6)通りあり、そのうち条件を満たすコインの選び方は、A→EまたはE→Aの2通りあるから、求める確率は2/(6×6)=1/18となります。
(2)
中学入試にも同じような問題が出されています((ラ・サール中学校1994年算数2日目第3問慶應義塾中等部2016年算数第7問など)。
各コインが置かれたところに、どのコインを選んだときに裏返されるかを図のように(太字で)書き込みます。 ←各コインが置かれたところと隣り合うところのコインの番号を書くだけの機械的な作業です。
 
名古屋大学2025年理系数学第4問・文系数学第3問(解答・解説)の図

条件より、それぞれのコインが奇数回裏返されることになるから、各コインが置かれたところに書いたコインが選ばれた合計回数は奇数となります(例えば、コインCが置かれたところに書いたコイン(コイン@とコインD)が選ばれた合計回数は奇数となりますね)。 ←偶奇性に着目することが問題文で示唆されていますが、ちょっと考えればわかることですね。
黄色の部分と黄緑色の部分を比べると、Bのコインは偶数回裏返されたことになり、水色の部分から、Dのコインは奇数回裏返されたことになり、黄色の部分から、@のコインは偶数回裏返されたことになります。
このとき、黄色の部分、黄緑色の部分、水色の部分はすべて奇数回裏返されることになりますね。
残りの部分について同様の作業を行うと、Eのコインが偶数回、Aのコインが奇数回、Cのコインが偶数回裏返されることになります。
したがって、Aに属するコインはAとDとなり、Bに属するコインは@とBとCとEとなります。
(3)
全部で4回コインを選ぶことになりますね。
コインを選ぶパターンは次の3つの場合になります。
(あ)コインAとコインDを1回ずつ、コイン@とBとCとEのうちいずれか1枚のコインを2回選び、残りのコインを選ばない場合
(い)コインAを1回とコインDを3回選び、残りのコインを選ばない場合
(う)コインAを3回とコインDを1回選び、残りのコインを選ばない場合
(あ)の場合
コイン@とBとCとEのうちどのコインを2回選ぶかで4通りあり、そのそれぞれに対して、コインAが何回目に出るかで4通りあり、そのそれぞれに対して、コインDが何回目出でるからで3通りあるから、この場合は全部で4×4×3=48通りあります。
(い)の場合
コインAを何回目に選ぶかで4通りあります。
(う)の場合
(い)の場合同様、4通りあります。 条件の対等性を利用して作業を減らす!
4回の操作でのコインの選び方は全部で(6×6×6×6)通りあるから、求める確率は
  (48+4+4)/(6×6×6×6)
 =7/162
となります。



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