数検2級(実用数学技能検定 2級)「場合の数と確率・データの分析」の一問一答
📖 数検2級(実用数学技能検定 2級)「場合の数と確率・データの分析」の全75問と解説(一覧)
数検2級(実用数学技能検定 2級)の場合の数と確率・データの分析に関する一問一答(全75問)の正解と解説の一覧です。上の一問一答で実際に解いてから、ここで復習・確認できます。
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問1.5人を1列に並べる方法は何通りか。
- ア.60
- イ.720
- ウ.24
- エ.120
正解:エ.120
解説:異なる5人を1列に並べる順列の総数は 5! 通りである。5!=5×4×3×2×1=120 と計算できる。したがって並べ方は120通りとなる。
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問2.異なる7冊の本から3冊を選んで1列に並べる方法は何通りか。
- ア.35
- イ.343
- ウ.21
- エ.210
正解:エ.210
解説:選んで並べるので順列 7P3 で計算する。7P3=7×6×5=210 となる。組合せではなく並べる順序を区別する点に注意する。
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問3.異なる8人から3人を選ぶ組合せは何通りか。
- ア.336
- イ.24
- ウ.56
- エ.112
正解:ウ.56
解説:順序を区別しない選び方なので組合せ 8C3 で求める。8C3=(8×7×6)/(3×2×1)=336/6=56 となる。よって56通りである。
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問4.男子4人、女子3人から、男子2人と女子2人を選ぶ方法は何通りか。
- ア.18
- イ.12
- ウ.9
- エ.36
正解:ア.18
解説:男子の選び方は 4C2=6 通り、女子の選び方は 3C2=3 通りである。積の法則により 6×3=18 通りとなる。
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問5.6人を円形に並べる円順列は何通りか。
- ア.720
- イ.60
- ウ.24
- エ.120
正解:エ.120
解説:n人の円順列は回転して一致する並びを同一とみなすので (n-1)! 通りである。6人なら (6-1)!=5!=120 となる。よって120通りである。
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問6.3種類の文字O,X,△から1つずつ自由に選んで4個並べる重複順列は何通りか。
- ア.12
- イ.64
- ウ.81
- エ.27
正解:ウ.81
解説:重複を許すので各位置に3通りの選び方があり、4個並べるので 3^4 通りである。3^4=81 となる。よって81通りである。
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問7.1個のサイコロを1回投げるとき、3以上の目が出る確率を求めよ。
- ア.1/2
- イ.5/6
- ウ.1/3
- エ.2/3
正解:エ.2/3
解説:全事象は6通りである。3以上の目は3,4,5,6の4通りなので、確率は 4/6=2/3 となる。約分を忘れないようにする。
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問8.2個のサイコロを投げ、出る目の和が7になる確率を求めよ。
- ア.1/9
- イ.5/36
- ウ.1/6
- エ.1/12
正解:ウ.1/6
解説:全事象は6×6=36通りである。和が7になるのは(1,6)(2,5)(3,4)(4,3)(5,2)(6,1)の6通りなので 6/36=1/6 となる。
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問9.赤玉3個、白玉5個の入った袋から1個取り出すとき、赤玉が出る確率を求めよ。
- ア.3/5
- イ.5/8
- ウ.3/8
- エ.1/3
正解:ウ.3/8
解説:袋には全部で3+5=8個の玉があり、そのうち赤玉は3個である。したがって赤玉が出る確率は 3/8 となる。
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問10.2枚の硬貨を同時に投げるとき、少なくとも1枚が表となる確率を求めよ。
- ア.1/2
- イ.2/3
- ウ.1/4
- エ.3/4
正解:エ.3/4
解説:余事象は2枚とも裏である。その確率は (1/2)×(1/2)=1/4 なので、求める確率は 1-1/4=3/4 となる。余事象の利用が有効である。
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問11.1個のサイコロを2回投げ、少なくとも1回6の目が出る確率を求めよ。
- ア.1/6
- イ.25/36
- ウ.1/3
- エ.11/36
正解:エ.11/36
解説:余事象は2回とも6以外である。その確率は (5/6)×(5/6)=25/36 なので、求める確率は 1-25/36=11/36 となる。
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問12.袋に当たり2本、はずれ8本のくじがある。1本引くとき当たる確率を求めよ。
- ア.1/5
- イ.1/4
- ウ.4/5
- エ.3/4
正解:ア.1/5
解説:くじは全部で2+8=10本あり、どの1本を引くことも同様に確からしい。当たりは2本なので、当たる確率は2/10=1/5である。1/4は当たりの本数をはずれの本数で割った値(2/8)、4/5ははずれを引く確率(1−1/5)、3/4は当たる確率を1/4と誤ったうえで1から引いた値で、どれも当たる確率ではない。確率は「求める場合の数÷起こりうるすべての場合の数」で、分母は全部の本数になる。約分も忘れないようにする。
根拠: 文部科学省「中学校学習指導要領(平成29年告示)解説 数学編」 第2学年 D(2) 場合の数を基にして得られる確率(同様に確からしいことに着目し、起こり得る場合の数を基にして確率を求める)PDF 127〜128ページ / 日本数学検定協会「数学検定2級」検定の内容 検定の内容(上位級は下位級の内容を含む。確率)
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問13.事象Aの確率が0.3、事象Bの確率が0.5で、AとBが排反のとき、AまたはBが起こる確率を求めよ。
- ア.0.15
- イ.0.2
- ウ.0.65
- エ.0.8
正解:エ.0.8
解説:排反事象では加法定理 P(A∪B)=P(A)+P(B) が成り立つ。0.3+0.5=0.8 となる。共通部分がないので単純に足せばよい。
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問14.1から10までの整数から1つ選ぶとき、偶数または5の倍数である確率を求めよ。
- ア.1/2
- イ.2/5
- ウ.7/10
- エ.3/5
正解:エ.3/5
解説:偶数は5個、5の倍数は5と10の2個、両方を満たす10は1個である。P=(5+2-1)/10=6/10=3/5 となる。重複を引くこと。
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問15.Aが的に当てる確率は0.6、Bは0.5で、互いに独立に1回ずつ撃つ。2人とも当てる確率を求めよ。
- ア.0.3
- イ.1.1
- ウ.0.8
- エ.0.11
正解:ア.0.3
解説:独立試行なので積事象の確率は確率の積で求められる。0.6×0.5=0.3 となる。独立であるから単純に掛け合わせればよい。
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問16.1個のサイコロを3回投げ、すべて偶数の目が出る確率を求めよ。
- ア.1/2
- イ.1/27
- ウ.1/216
- エ.1/8
正解:エ.1/8
解説:サイコロの偶数の目は2・4・6の3通りなので、1回で偶数が出る確率は 3/6=1/2 である。3回の投げは互いに独立なので、各回の確率を掛け合わせて (1/2)^3=1/8 となる。1/2 は1回分の確率のままで3回分を掛けていない値、1/27 は1回で偶数が出る確率を1/3と誤った値、1/216 は特定の1つの目が3回続けて出る確率 (1/6)^3 で、どれも「3回とも偶数」の確率ではない。
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問17.1個のサイコロを4回投げ、1の目がちょうど2回出る確率を求めよ。
- ア.25/216
- イ.1/36
- ウ.5/72
- エ.25/1296
正解:ア.25/216
解説:反復試行の確率である。4C2×(1/6)^2×(5/6)^2=6×(1/36)×(25/36)=150/1296=25/216 となる。組合せの係数を忘れないこと。
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問18.1枚の硬貨を5回投げ、表がちょうど3回出る確率を求めよ。
- ア.3/16
- イ.5/32
- ウ.1/2
- エ.5/16
正解:エ.5/16
解説:反復試行の確率である。5C3×(1/2)^3×(1/2)^2=10×(1/8)×(1/4)=10/32=5/16 となる。最後に約分すること。
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問19.当たる確率が1/3の試行を3回行い、ちょうど1回当たる確率を求めよ。
- ア.2/9
- イ.8/27
- ウ.1/3
- エ.4/9
正解:エ.4/9
解説:反復試行の確率である。3C1×(1/3)^1×(2/3)^2=3×(1/3)×(4/9)=12/27=4/9 となる。はずれの確率2/3も2乗する。
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問20.袋に赤玉4個、白玉6個ある。1個取り出し赤玉だった。残りからもう1個取るとき赤玉である確率を求めよ。
- ア.1/3
- イ.2/5
- ウ.4/9
- エ.1/2
正解:ア.1/3
解説:1回目に赤玉を取った後、残りは赤3個白6個の計9個である。2回目に赤玉が出る条件付き確率は 3/9=1/3 となる。
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問21.病気である人が検査で陽性となる確率0.9を条件付き確率の記号で表すとき、最も適切なものを選べ(陽性をA、病気をBとする)。
- ア.P(A∩B)
- イ.P(B|A)
- ウ.P(A∪B)
- エ.P(A|B)
正解:エ.P(A|B)
解説:病気である事象Bという条件のもとで陽性となる事象Aの確率なので、条件付き確率 P(A|B) で表す。値は0.9である。
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問22.事象A,Bについて P(A)=0.5、P(A∩B)=0.2 のとき、条件付き確率 P(B|A) を求めよ。
- ア.0.2
- イ.0.7
- ウ.0.1
- エ.0.4
正解:エ.0.4
解説:条件付き確率の定義 P(B|A)=P(A∩B)/P(A) を用いる。0.2/0.5=0.4 となる。分母にP(A)、分子に積事象の確率を置く。
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問23.あるくじは1/5の確率で100円、4/5の確率で0円もらえる。賞金の期待値を求めよ。
- ア.20
- イ.50
- ウ.100
- エ.80
正解:ア.20
解説:期待値は各値とその確率の積の総和で求める。100×(1/5)+0×(4/5)=20+0=20 円となる。確率で重みづけして加える。
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問24.1個のサイコロを1回投げ、出た目の数だけ得点がもらえる。得点の期待値を求めよ。
- ア.3.5
- イ.3
- ウ.4
- エ.21
正解:ア.3.5
解説:各目1〜6が確率1/6で出る。期待値は (1+2+3+4+5+6)×(1/6)=21/6=3.5 となる。和21を6で割ることで求められる。
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問25.0,1,2,3の4個の数字から異なる3個を使って3桁の整数を作る。何個できるか。
- ア.18
- イ.24
- ウ.12
- エ.27
正解:ア.18
解説:百の位は0以外の3通りである。残り3個から十の位と一の位を 3P2=6 通りで並べる。3×6=18 個となる。先頭の0に注意する。
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問26.MATHの4文字をすべて並べる方法は何通りか。
- ア.12
- イ.16
- ウ.24
- エ.256
正解:ウ.24
解説:M,A,T,Hの4文字はすべて異なるので順列 4! 通りである。4!=4×3×2×1=24 となる。重複する文字がない点に注意する。
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問27.赤、青、黄、緑の4色から2色を選ぶ組合せは何通りか。
- ア.6
- イ.12
- ウ.8
- エ.4
正解:ア.6
解説:順序を区別しない選び方なので組合せ 4C2 で求める。4C2=(4×3)/(2×1)=12/2=6 となる。よって6通りである。
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問28.正八角形の8つの頂点から3点を選んで三角形を作る。三角形は何個できるか。
- ア.24
- イ.336
- ウ.56
- エ.28
正解:ウ.56
解説:正八角形の頂点に同一直線上の3点はないので、8点から3点を選ぶ 8C3 がそのまま三角形の個数となる。8C3=56 個である。
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問29.10人から委員長1人と副委員長1人を選ぶ方法は何通りか。
- ア.45
- イ.90
- ウ.100
- エ.20
正解:イ.90
解説:役職が異なるので並べる順序を区別する順列で考える。10P2=10×9=90 となる。委員長と副委員長は区別される点に注意する。
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問30.1,2,3,4,5の5枚のカードから3枚選び3桁の整数を作る。偶数は何個できるか。
- ア.24
- イ.12
- ウ.36
- エ.60
正解:ア.24
解説:偶数になるには一の位が2か4の2通りである。残り4枚から百の位と十の位を 4P2=12 通りで並べる。2×12=24 個となる。
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問31.データ 2,4,6,8,10 の平均値を求めよ。
- ア.5
- イ.6
- ウ.7
- エ.30
正解:イ.6
解説:平均値はデータの総和を個数で割って求める。(2+4+6+8+10)/5=30/5=6 となる。よって平均値は6である。
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問32.データ 3,5,7,9,11 の分散を求めよ。
- ア.8
- イ.10
- ウ.4
- エ.16
正解:ア.8
解説:平均は7である。各偏差は-4,-2,0,2,4で、その2乗の和は16+4+0+4+16=40となる。分散は40/5=8 となる。
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問33.分散が9であるデータの標準偏差を求めよ。
- ア.81
- イ.4.5
- ウ.3
- エ.9
正解:ウ.3
解説:標準偏差σは分散の正の平方根として定義される。分散が9なので √9=3 となる。標準偏差は3である。
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問34.データ 1,3,3,6,7 の中央値を求めよ。
- ア.3
- イ.4
- ウ.6
- エ.3.5
正解:ア.3
解説:データを小さい順に並べると1,3,3,6,7である。データ数は5個と奇数なので中央の3番目の値が中央値で、3となる。
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問35.データ 2,3,3,3,5,8 の最頻値を求めよ。
- ア.5
- イ.3
- ウ.4
- エ.8
正解:イ.3
解説:最頻値は最も多く現れる値である。3が3回出現しており他の値より多いので、最頻値は3となる。出現回数を数えて判断する。
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問36.データ 4,2,8,6 の中央値を求めよ。
- ア.4
- イ.6
- ウ.5
- エ.5.5
正解:ウ.5
解説:小さい順に並べると2,4,6,8である。データ数は4個と偶数なので中央2つ4と6の平均をとり (4+6)/2=5 となる。
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問37.データ 1,2,3,4,5,6,7,8 の第1四分位数Q1を求めよ。
- ア.2
- イ.2.5
- ウ.3
- エ.4.5
正解:イ.2.5
解説:下半分のデータは1,2,3,4である。その中央2つ2と3の平均がQ1なので (2+3)/2=2.5 となる。下位データの中央値を求める。
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問38.データ 1,2,3,4,5,6,7,8 の四分位範囲を求めよ。
- ア.3
- イ.4
- ウ.5
- エ.7
正解:イ.4
解説:Q1は下半分の中央で2.5、Q3は上半分5,6,7,8の中央(6+7)/2=6.5である。四分位範囲はQ3-Q1=6.5-2.5=4 となる。
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問39.あるデータの最大値が20、最小値が4のとき、範囲(レンジ)を求めよ。
- ア.24
- イ.12
- ウ.16
- エ.5
正解:ウ.16
解説:範囲(レンジ)は最大値と最小値の差で求める。20-4=16 となる。データの散らばりの最も基本的な指標である。
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問40.2つの変量x,yの共分散が6、xの標準偏差が3、yの標準偏差が4のとき、相関係数を求めよ。
- ア.0.5
- イ.2
- ウ.0.25
- エ.1
正解:ア.0.5
解説:相関係数rは共分散を両変量の標準偏差の積で割って求める。6/(3×4)=6/12=0.5 となる。-1から1の範囲に収まる。
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問41.相関係数rがとりうる値の範囲として正しいものを選べ。
- ア.0≦r≦1
- イ.-1≦r≦1
- ウ.-∞<r<∞
- エ.-1≦r≦0
正解:イ.-1≦r≦1
解説:相関係数は -1≦r≦1 の範囲の値をとる。r=1で完全な正の相関、r=-1で完全な負の相関、r=0で相関なしを表す。
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問42.散布図において点が右上がりにほぼ直線状に分布しているとき、相関について最も適切なものを選べ。
- ア.負の相関
- イ.強い正の相関
- ウ.相関なし
- エ.弱い負の相関
正解:イ.強い正の相関
解説:右上がりはxが増えるとyも増える関係を示し正の相関である。点が直線状に近いほど相関は強いので、強い正の相関といえる。
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問43.データ全体の各値を一律2倍すると、標準偏差はどうなるか。
- ア.変わらない
- イ.2倍になる
- ウ.4倍になる
- エ.1/2倍になる
正解:イ.2倍になる
解説:各値をa倍すると標準偏差は|a|倍になる性質がある。2倍するので標準偏差も2倍となる。なお分散は2^2=4倍になる。
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問44.データの各値に一律で5を加えると、分散はどうなるか。
- ア.5増える
- イ.25倍になる
- ウ.変わらない
- エ.5倍になる
正解:ウ.変わらない
解説:全データに定数を加えても平均も同じだけ増えるため各値の偏差は変わらない。よって分散は変化しない。これは重要な性質である。
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問45.確率変数Xが値1,2,3をそれぞれ確率1/2,1/4,1/4でとるとき、期待値E(X)を求めよ。
- ア.2
- イ.7/4
- ウ.3/2
- エ.9/4
正解:イ.7/4
解説:期待値は値と確率の積の総和である。E(X)=1×(1/2)+2×(1/4)+3×(1/4)=1/2+1/2+3/4=7/4 となる。通分して計算する。
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問46.確率変数Xの期待値が3のとき、Y=2X+1で定まるYの期待値E(Y)を求めよ。
- ア.6
- イ.7
- ウ.4
- エ.3
正解:イ.7
解説:期待値の線形性より E(2X+1)=2E(X)+1 が成り立つ。2×3+1=7 となる。定数倍と定数の加算はそのまま期待値に反映される。
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問47.確率変数Xの分散がV(X)=4のとき、Y=3Xで定まるYの分散V(Y)を求めよ。
- ア.12
- イ.7
- ウ.36
- エ.16
正解:ウ.36
解説:分散の性質より V(aX)=a^2 V(X) が成り立つ。V(3X)=3^2×4=9×4=36 となる。係数は2乗されてかかる点に注意する。
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問48.二項分布 B(100,1/5) に従う確率変数Xの平均(期待値)を求めよ。
- ア.16
- イ.20
- ウ.25
- エ.80
正解:イ.20
解説:二項分布B(n,p)の平均はnpで求められる。n=100、p=1/5なので 100×(1/5)=20 となる。平均は試行回数と確率の積である。
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問49.二項分布 B(100,1/5) に従う確率変数Xの分散を求めよ。
- ア.20
- イ.16
- ウ.80
- エ.4
正解:イ.16
解説:二項分布B(n,p)の分散はnp(1-p)で求められる。100×(1/5)×(4/5)=20×(4/5)=16 となる。1-pをかけ忘れないこと。
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問50.確率変数Zが標準正規分布N(0,1)に従うとき、その平均と標準偏差の組として正しいものを選べ。
- ア.平均0,標準偏差0
- イ.平均1,標準偏差1
- ウ.平均0,標準偏差1
- エ.平均1,標準偏差0
正解:ウ.平均0,標準偏差1
解説:標準正規分布N(0,1)は平均0、分散1の正規分布である。標準偏差は分散の正の平方根で √1=1 なので、平均0かつ標準偏差1となる。
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問51.nPr は異なるn個からr個を取り出して1列に並べる順列の総数を表す。
正解:○(正しい)
解説:nPrは異なるn個からr個を選んで並べる順列を表し、nPr=n×(n-1)×…×(n-r+1) の積で計算できる。記述は正しい。
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問52.nCr = nC(n+r) が成り立つ。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは nCr=nC(n-r) である。r個を選ぶことは残りのn-r個を選ぶことに対応するためであり、n+rではない。
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問53.0! は0であると定義される。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは 0!=1 と定義される。これは組合せや順列の公式が成り立つようにするための約束であり、0ではない。
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問54.n人を円形に並べる円順列の総数は (n-1)! 通りである。
正解:○(正しい)
解説:円順列では回転して一致する並びを同一とみなすため、1人を固定して残りを並べると考え、総数は (n-1)! 通りとなる。正しい。
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問55.互いに排反な事象A,Bについて P(A∪B)=P(A)+P(B) が成り立つ。
正解:○(正しい)
解説:排反な事象は同時に起こらず共通部分の確率が0なので、加法定理は P(A∪B)=P(A)+P(B) となる。記述は正しい。
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問56.任意の事象Aの確率P(A)は0以上2以下の値をとる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは確率は必ず 0≦P(A)≦1 の範囲に収まる。空事象は0、全事象は1であり、1を超えることはない。2以下ではない。
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問57.事象Aの余事象をA'とすると P(A')=1+P(A) である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは P(A')=1-P(A) である。余事象の確率は全体1から元の事象の確率を引いて求める。1を足すのではない。
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問58.独立な2つの事象A,Bについて P(A∩B)=P(A)×P(B) が成り立つ。
正解:○(正しい)
解説:事象が独立であるとき、両方が同時に起こる積事象の確率は各確率の積 P(A∩B)=P(A)×P(B) で求められる。記述は正しい。
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問59.条件付き確率は P(B|A)=P(A∩B)/P(A) で定義される(ただしP(A)>0)。
正解:○(正しい)
解説:事象Aが起こったという条件のもとでBが起こる条件付き確率は P(B|A)=P(A∩B)/P(A) と定義される。記述は正しい。
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問60.1個のサイコロを1回投げるとき、出る目の数の期待値は3である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは (1+2+3+4+5+6)/6=21/6=3.5 であり、出る目の期待値は3.5である。3ではない点に注意する。
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問61.標準偏差は分散の正の平方根である。
正解:○(正しい)
解説:標準偏差σは分散の正の平方根として定義される。分散を計算してその平方根をとることで散らばりを元の単位で表せる。記述は正しい。
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問62.分散は各データの偏差の2乗の平均値である。
正解:○(正しい)
解説:分散は偏差(各値から平均を引いた値)を2乗したものの平均値として定義される。散らばりの大きさを表す。記述は正しい。
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問63.中央値はデータの平均値と必ず一致する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは中央値と平均値は一般に一致しない。左右対称な分布では近づくが、非対称な分布では両者は異なる値になる。
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問64.最頻値はデータの中で最も多く現れる値である。
正解:○(正しい)
解説:最頻値(モード)はデータの中で出現する頻度が最も高い値のことである。度数分布では度数最大の階級の値を指す。記述は正しい。
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問65.四分位範囲は第1四分位数から第3四分位数を引いた値である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは四分位範囲はQ3-Q1で求める。大きい方のQ3から小さい方のQ1を引くので、Q1-Q3とすると符号が逆になる。
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問66.相関係数は必ず0以上の値をとる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは相関係数rは -1≦r≦1 の範囲の値をとり、負の相関がある場合は負の値になる。常に0以上とは限らない。
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問67.データの全ての値に同じ定数を加えても分散は変わらない。
正解:○(正しい)
解説:全データに定数を加えると平均も同じだけ動くため各値の偏差は変化しない。したがって分散は不変である。記述は正しい。
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問68.データの全ての値を3倍すると、標準偏差は9倍になる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは各値をa倍すると標準偏差は|a|倍になるので、3倍では標準偏差も3倍である。9倍になるのは分散の方である。
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問69.確率変数Xについて E(2X+3)=2E(X)+3 が成り立つ。
正解:○(正しい)
解説:期待値の線形性より E(aX+b)=aE(X)+b が成り立つので、E(2X+3)=2E(X)+3 となる。記述は正しい。
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問70.確率変数Xの分散について V(2X)=2V(X) が成り立つ。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは V(aX)=a^2 V(X) なので V(2X)=2^2 V(X)=4V(X) となる。係数は2乗されてかかるため2倍ではない。
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問71.二項分布 B(n,p) に従う確率変数の平均は np である。
正解:○(正しい)
解説:二項分布B(n,p)に従う確率変数の平均(期待値)は試行回数と確率の積npで与えられる。重要な公式である。記述は正しい。
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問72.二項分布 B(n,p) に従う確率変数の分散は np である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは二項分布B(n,p)の分散は np(1-p) である。npは平均(期待値)を表すものであり分散ではない点に注意する。
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問73.標準正規分布N(0,1)の平均は0、分散は1である。
正解:○(正しい)
解説:標準正規分布N(0,1)は記号の通り平均0、分散1の正規分布である。一般の正規分布を標準化するとこの分布に従う。記述は正しい。
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問74.正規分布の確率密度曲線は平均を軸として左右非対称である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは正規分布の確率密度曲線は平均を軸として左右対称な釣鐘型(ベル型)である。非対称ではない点に注意する。
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問75.重複順列で、異なるn種類から重複を許してr個取って並べる総数は n^r 通りである。
正解:○(正しい)
解説:重複を許す並べ方では各位置にn通りの選択があり、それをr個分掛け合わせるので総数は n^r 通りとなる。記述は正しい。