見出し画像

【実は奥が深い】最短経路の確率:オモワカ&マジさえ確率#9

確率シリーズ第9回目!!

オモワカ=面白いほどわかる
マジさえ=マジで冴えてる=本当にハッと目覚める

確率が面白いほどよくわかります

ぜひ第1回目からどうぞ!! →→1回目(確率の基本概念)


序章

画像35

経路の問題の重要点:問題の設定条件によって解き方が変わってきます!!

画像2

上記の問題で一番大事なことは、

一方しかいけない時は確率1でその方向にいくものとする」と言う設定です。

画像3

設定を無視すると、AからBに行く確率は1です。どんな経路で行っても7回道を選択すれば必ずBにたどり着くからです。

この問題の解き方は問題2で解説します。


問題1

画像36

解答

画像4

ここで大事な設定
「右の端で表が出たときと、上の端で裏が出た時は動かないものとする。」

画像5

この設定であると、7回振ってもゴール出来ない場合があります。
例えば 裏が7回出た時は上記のように赤い点の場所で停止してしまいます。

画像6

【サンプル】裏(上)3回と表(右)4回

画像7

このサンプルを並び替える。

前回やった【場合×サンプル】で解きます。

答え:35/128

問題2:序章の問題です!

画像37

解答

画像8

大事な設定
「一方しかいけない時は確率1でその方向にいくものとする」

画像10

黄色で表しているところの確率は1/2ですが、
上記の格子上の赤いラインにくると確率が変わってしまいます。

画像11

PからBまでは確率1です。
問題1のように問題を解くと、【サンプル】は東に3回、北に3回です。
それを並び替えて【場合×サンプル】の形で求めます。

画像12

しかしこれは間違い。

北に3回行ってしまうと、あとは強制的に道が決まります。なので確率が変わります。

なので、場合分けを行いましょう。

画像13

上記のようにC,D,Eを通ってPに行く場合、それぞれに場合分けを行います。
排反であるように設定します。

画像14

 (i) Cを通ってPに行く場合=1/8

(ii) Dを通ってPに行く場合(Cを通らない)
上記の格子上の白い点(X)を通っていきます。
【サンプル】東に2回、北に1回行きます
これを並び替えて求めます
=3/16

画像15

(iii) Eを通ってPに行く場合(CとDは通らない)
上記の格子上の青い点(Y)を通っていきます。
【サンプル】東に2回、北に2回いきます
これを並び替えて求めます
=6/32

画像16

(iv) C,D,Eを通らずにPへ到達する確率
上記の格子上の緑の点(Z)を通っていきます。
【サンプル】東に3回、北に2回いきます
これを並び替えて求めます
=10/64

画像17

ラストに全てを足しましょう。

答え:21/32


別解

画像18

地道に数えていくパターンです。
道に確率を書いていきます。

画像21

説明を記載するのは難しいので、知りたい方は動画の8分30秒あたりを見てください。


補足:よくある間違い

画像22

全事象=35

画像23

Pを通ってBまで行く場合=20

このやり方はダメです。なぜかと言うと、全事象が対等に起きないからです。
青の道で行く場合と赤い道で行く場合は対等ではありません
このように対等でない時はこのような解き方ができません。


問題3

画像38

解答

画像25

端っこ(赤ライン)では、確率が変わってしまいます。

画像26

同じ距離進んだところで出会うので、上記のA,B,C,Dで出会うことができます。
それぞれの確率を求めます。

P→A=右に4回進む
P→B=右に3回、上に1回進む
P→C=右に1回、上に3回進む
P→D=P→X→DとP→Y→Dを求めます。

画像27

P→D = P→X→D + P→Y→D=5/16

画像29

Q→Pに進む方は、P→Qと対称

これを足すと29/128


問題4

画像39

解答

画像31

上記の赤と黄色の経路は対等に起こります。

画像32

全事象P→Qに行く経路=56通り

(i) PがAを通ってQに行く確率×QがAを通ってPに行く確率
= QがDを通ってPに行く確率×PがDを通ってQに行く確率

画像33

(ii) PがBをとおってQに行く確率×QがBを通ってPに行く確率
= QがCをとおってPに行く確率×PがCを通ってQに行く確率

画像34

以上を足すと答えは 37/98


これであなたも最短経路の達人です!!


確率のテキストあります


YouTube動画あります↓↓

確率の再生リストあります↓↓

⭐️数学専門塾MET【反転授業が日本の教育を変える】

画像40

⭐️獣医専門予備校VET【獣医学部合格実績日本一!!】

画像41







この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか?