Math Problem Statement

くじが10本ある 当たりが3本 ハズレが7本 当たりを引くと1000円もらえる はずれるともらえない 引いたくじは戻さない 4人目は何円ならチャレンジするか

Solution

この問題では、4人目がチャレンジする際に期待できる金額(期待値)を計算し、それが彼にとってチャレンジするかどうかの判断基準となります。

概要

  • 10本のくじのうち、3本が当たり、7本がハズレです。
  • 当たりを引くと1000円もらえるが、ハズレだと何ももらえません。
  • 引いたくじは戻さない(非復元抽出)。

4人目がチャレンジするということは、既に3人がくじを引いている状態を考慮します。

3人目までに引かれたくじの状況

3人目までに引かれたくじは、以下の2つの可能性があります:

  1. 当たりが引かれた場合:3本のうち何本かが既に引かれています。
  2. ハズレが引かれた場合:7本のハズレのうち何本かが既に引かれています。

それぞれの場合について、4人目が当たりを引く確率を計算し、期待値を求めます。

4人目が当たりを引く確率

くじは引かれるたびに減っていくので、引くたびに確率が変わります。

1. 当たりが0本引かれた場合

4人目までに引かれたくじの中に当たりが含まれていない場合、残りの7本のくじのうち3本が当たりです。
この場合、4人目が当たりを引く確率は:

37\frac{3}{7}

2. 当たりが1本引かれた場合

3本のうち1本が既に引かれている場合、残りの7本のうち当たりは2本。
この場合、4人目が当たりを引く確率は:

27\frac{2}{7}

3. 当たりが2本引かれた場合

既に2本の当たりが引かれている場合、残りの7本のうち当たりは1本。
この場合、4人目が当たりを引く確率は:

17\frac{1}{7}

4. 当たりが3本引かれた場合

既に全ての当たりが引かれている場合、4人目が当たりを引く確率は:

00

確率の重み付け

次に、各場合の確率を求め、期待値を計算します。それには、最初の3人が何回当たりを引く可能性があるか、それぞれのケースの確率を考慮する必要があります。

期待値の計算は、いかがしましょうか?

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Probability
Expected Value

Formulas

Expected value formula: E(X) = Σ [P(x) * x]

Theorems

Law of Total Probability

Suitable Grade Level

Grades 9-12