Math Problem Statement

男子17人、女子9人から3人を並べるとき、組み合わせも順番もランダムの場合、同じ性別の人が隣り合う確率を求めよ

Solution

この問題は、「男子17人、女子9人の中から3人を並べるとき、同じ性別の人が隣り合う確率」を求める問題です。組み合わせも順番もランダムであるため、次のように考えます。

1. 全事象の数(3人を並べる場合の総数)

男子17人と女子9人、合計で26人から3人を選んで並べる場合、順番を考慮するため、以下のように計算します:

全事象=26P3=26!(263)!=26×25×24=15600\text{全事象} = {}_{26}\mathrm{P}_3 = \frac{26!}{(26-3)!} = 26 \times 25 \times 24 = 15600

2. 同じ性別の人が隣り合う場合

この問題では、男子が隣り合うケースと、女子が隣り合うケースを考慮する必要があります。具体的には以下のように計算します。

(1) 男子だけが隣り合う場合

男子から3人を選んで並べる場合、男子は17人いるので、3人全員が男子の場合の並べ方は次の通りです:

17P3=17×16×15=4080{}_{17}\mathrm{P}_3 = 17 \times 16 \times 15 = 4080

(2) 女子だけが隣り合う場合

女子から3人を選んで並べる場合、女子は9人いるので、3人全員が女子の場合の並べ方は次の通りです:

9P3=9×8×7=504{}_{9}\mathrm{P}_3 = 9 \times 8 \times 7 = 504

(3) 2人が同じ性別、残り1人が異なる性別の場合

次に、2人が男子または女子で隣り合い、残りの1人が異なる性別の場合を考えます。

  • 男子2人、女子1人の場合: 男子から2人を選び、女子から1人を選んで並べる場合の数は次のようになります:

17P2×9P1=(17×16)×9=2448{}_{17}\mathrm{P}_2 \times {}_{9}\mathrm{P}_1 = (17 \times 16) \times 9 = 2448

  • 女子2人、男子1人の場合: 女子から2人を選び、男子から1人を選んで並べる場合の数は次のようになります:

9P2×17P1=(9×8)×17=1224{}_{9}\mathrm{P}_2 \times {}_{17}\mathrm{P}_1 = (9 \times 8) \times 17 = 1224

3. 隣り合わない場合

最後に、隣り合わない組み合わせは次のように求められます。

隣り合わない場合=全事象隣り合う場合の数\text{隣り合わない場合} = \text{全事象} - \text{隣り合う場合の数}

隣り合う場合は、上で計算したように、4080(男子だけ)、504(女子だけ)、2448(男子2人女子1人)、1224(女子2人男子1人)です。これらを合計すると、

隣り合う場合の数=4080+504+2448+1224=8256隣り合う場合の数 = 4080 + 504 + 2448 + 1224 = 8256

従って、隣り合わない場合の数は、

隣り合わない場合の数=156008256=7344隣り合わない場合の数 = 15600 - 8256 = 7344

4. 確率の計算

隣り合う場合の確率は、

8256156000.529\frac{8256}{15600} \approx 0.529

つまり、約52.9%の確率で、同じ性別の人が隣り合うことになります。


結論:同じ性別の人が隣り合う確率は約52.9%です。


他に詳細や質問があればお知らせください!

次のような問題に挑戦することもできます:

  1. 3人ではなく、4人を選ぶ場合はどうなるか?
  2. 男女の人数が同じ場合、確率はどう変わるか?
  3. 同じ性別の人が必ず隣り合わないようにする方法は?
  4. 隣り合うのが1組だけ(2人のみ隣り合う)の確率を求めるには?
  5. 男子の人数がもっと多い場合、確率はどう変わるか?

Tip: 場合の数を考えるとき、全事象の数を最初に明確にすることが解答の整理に役立ちます。

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Probability
Combinatorics
Permutations

Formulas

Permutation formula: nPr = n! / (n - r)!
Probability formula: P = favorable outcomes / total outcomes

Theorems

Basic principles of combinatorial probability

Suitable Grade Level

Grades 10-12