大阪星光学院高等学校2025年数学第1問(4)(解答・解説)


3つのさいころの目の出方は全部で6×6×6=216通りあります。
(前半について)
さいころを3回ふる問題だから、6×6の表をかいて求めることもできますが、ここでは、表をかくまでもないでしょう。
余事象を利用して解きます。
すべての場合(216通り)のうち、出た目の積が5の倍数にならないのは、5の倍数(5)が1回も出ない場合になります。
出た目の積が5の倍数にならない場合は
  5×5×5 ←5の倍数が1回も出ないというのは、3回とも1、2、3、4、6のいずれかの目が出るということですね。
 =125通り
あるから、出た目の積が5の倍数になる場合は
  216−125
 =91通り
あり、求める確率は91/216となります。
東大や京大などでもう少し難しい問題(京都大学1992年前期理系数学第4問・文系数学第4問、東京大学2003年前期理科数学第5問、京都大学2023年理系数学第3問東京工業大学2012年数学第1問(2)など)が出されているので、ぜひ解いてみましょう。
(後半について)
3つのさいころの出た目の目の和は最大で6×3=18だから、出た目の和が15以上という場合はそんなにありませんね。 ←イメージとしてはすべてのさいころがほぼ6という感じです。
そこで、まず選び出し、次に並べ替えるという方針で数え上げます。
(あ)出た目の和が15の場合
 6、6、3・・・3通り
   5、4・・・3×2×1=6通り
 5、5、5・・・1通り
(い)出た目の和が16の場合
 6、6、4・・・3通り
   5、5・・・3通り
(う)出た目の和が17の場合
 6、6、5・・・3通り
(え)出た目の和が18の場合
 6、6、6・・・1通り
全部で3+6+1+3+3+3+1=20通りあるから、求める確率は20/216=5/54となります。
(別解)
3つのさいころの出た目がすべて6の場合と比べると、出た目の和が15以上というのは、3つのさいころが「失った数」の合計が6×3−15=3以下とということですね。
4つ目のさいころを考え、4つのさいころが「失った数」が3となる場合を考えればいいですね。 ←例えば、3つのさいころが「失った数」が2のとき、4つ目のさいころが「失った数」を3−2=1と考えるわけです(他も同様)。
これは〇3個と/3個を並べ替える場合を考えればよいから、 ←例えば、〇//〇/〇であれば、大、中、小、追加のさいころの「失った数」が1、0、1、1となり、///〇〇〇であれば、大、中、小、追加のさいころの「失った数」が0、0、0、3となります。
  (6×5×4)/(3×2×1)
 =20通り
となります(以下略)。



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