2020年センター試験解説。福田の入試問題解説〜2020年センター試験IIB第5問〜確率分布と統計的な推測 - 質問解決D.B.(データベース)

2020年センター試験解説。福田の入試問題解説〜2020年センター試験IIB第5問〜確率分布と統計的な推測

問題文全文(内容文):
5
ある市の市立図書館の利用状況について調査を行った。

(1)ある高校の生徒720人全員を対象に、ある1週間に市立図書館で借りた本の
冊数について調査を行った。
その結果、1冊も借りなかった生徒が612人、1冊借りた生徒が54人、
2冊借りた生徒が36人であり、3冊借りた生徒が18人であった。
4冊以上借りた生徒はいなかった。

この高校の生徒から1人を無作為に選んだ時、その生徒が借りた本の冊数
を表す確率変数をXとする。

このとき、Xの平均(期待値)はE(X)=        であり、X2の平均は
E(X2)=        である。よって、Xの標準偏差は
σ(X)=         である。

(2)市内の高校生全員を母集団とし、ある1週間に市立図書館を利用した生徒の
割合(母比率)をpとする。この母集団から600人を無作為に選んだ時、その
1週間に市立図書館を利用した生徒の数を確率変数Yで表す。

p=0.4のとき、Yの平均はE(Y)=    、標準偏差はσ(Y)=    
になる。ここで、Z=Y         とおくと、標本数600は
十分に大きいので、Zは近似的に標準正規分布に従う。このことを利用して、
Yが215以下となる確率を求めると、その確率は0.    になる。

また、p=0.2のとき、Yの平均は    1    倍、
標準偏差は        3倍である。

(3)市立図書館に利用者登録のある高校生全員を母集団とする。1回あたりの
利用時間(分)を表す確率変数をWとし、Wは母平均m,母標準偏差30の分布
に従うとする。この母集団から大きさnの標本W1,W2,,Wnを無作為に
抽出した。
利用時間が60分をどの程度超えるかについて調査するために
U1=W160, U2=W260, , Un=Wn60
とおくと、確率変数U1,U2,,Unの平均と標準偏差はそれぞれ
E(U1)=E(U2)==E(Un)=m    
σ(U1)=σ(U2)==σ(Un)=    
である。

ここで、t=m60として、tに対する信頼度95%の信頼区間を求めよう。
この母集団から無作為抽出された100人の生徒に対してU1,U2,,Um
値を調べたところ、その標本平均の値が50分であった。標本数は十分大きい
ことを利用して、この信頼区間を求めると
    .    t    .    
になる。

2020センター試験過去問
単元: #大学入試過去問(数学)#確率分布と統計的な推測#確率分布#統計的な推測#センター試験・共通テスト関連#センター試験#数学(高校生)#数B
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
5
ある市の市立図書館の利用状況について調査を行った。

(1)ある高校の生徒720人全員を対象に、ある1週間に市立図書館で借りた本の
冊数について調査を行った。
その結果、1冊も借りなかった生徒が612人、1冊借りた生徒が54人、
2冊借りた生徒が36人であり、3冊借りた生徒が18人であった。
4冊以上借りた生徒はいなかった。

この高校の生徒から1人を無作為に選んだ時、その生徒が借りた本の冊数
を表す確率変数をXとする。

このとき、Xの平均(期待値)はE(X)=        であり、X2の平均は
E(X2)=        である。よって、Xの標準偏差は
σ(X)=         である。

(2)市内の高校生全員を母集団とし、ある1週間に市立図書館を利用した生徒の
割合(母比率)をpとする。この母集団から600人を無作為に選んだ時、その
1週間に市立図書館を利用した生徒の数を確率変数Yで表す。

p=0.4のとき、Yの平均はE(Y)=    、標準偏差はσ(Y)=    
になる。ここで、Z=Y         とおくと、標本数600は
十分に大きいので、Zは近似的に標準正規分布に従う。このことを利用して、
Yが215以下となる確率を求めると、その確率は0.    になる。

また、p=0.2のとき、Yの平均は    1    倍、
標準偏差は        3倍である。

(3)市立図書館に利用者登録のある高校生全員を母集団とする。1回あたりの
利用時間(分)を表す確率変数をWとし、Wは母平均m,母標準偏差30の分布
に従うとする。この母集団から大きさnの標本W1,W2,,Wnを無作為に
抽出した。
利用時間が60分をどの程度超えるかについて調査するために
U1=W160, U2=W260, , Un=Wn60
とおくと、確率変数U1,U2,,Unの平均と標準偏差はそれぞれ
E(U1)=E(U2)==E(Un)=m    
σ(U1)=σ(U2)==σ(Un)=    
である。

ここで、t=m60として、tに対する信頼度95%の信頼区間を求めよう。
この母集団から無作為抽出された100人の生徒に対してU1,U2,,Um
値を調べたところ、その標本平均の値が50分であった。標本数は十分大きい
ことを利用して、この信頼区間を求めると
    .    t    .    
になる。

2020センター試験過去問
投稿日:2020.01.26

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(1)A地区で保護されるジャガイモには1個の重さが200gを超えるものが
25%含まれることが経験的にわかっている。花子さんはA地区で収穫された
ジャガイモから400個を無作為に抽出し、重さを計測した。そのうち、重さが
200gを超えるジャガイモの個数を表す確率変数をZとする。このときZは
二項分布B(400,0,    )に従うから、Zの平均(期待値)は    である。

(2)Zを(1)の確率変数とし、A地区で収穫されたジャガイモ400個からなる標本において
重さが200gを超えていたジャガイモの標本における比率を
R=Z400とする。このとき、Rの標準偏差はσ(R)=    である。
標本の大きさ400は十分に大きいので、Rは近似的に正規分布
N(0,    ,(    )2)に従う。
したがって、P(Rx)=0.0465となるようなxの値は    となる。
ただし、    の計算においては3=1.73とする。

    の解答群
36400  ①34  ②380  ③340 

    については、最も適当なものを、次の⓪~③のうちから一つ選べ。
⓪0.209   ①0.251   ②0.286   ③0.395

(3)B地区で収穫され、出荷される予定のジャガイモ1個の重さは100gから
300gの間に分布している。B地区で収穫され、出荷される予定のジャガイモ
1個の重さを表す確率変数をXとするとき、Xは連続型確率変数であり、X
の取り得る値xの範囲は100x300である。
花子さんは、B地区で収穫され、出荷される予定の全てのジャガイモのうち、
重さが200g以上のものの割合を見積もりたいと考えた。そのために花子さんは
Xの確率密度関数f(x)として適当な関数を定め、それを用いて割合を
見積もるという方針を立てた。
B地区で収穫され、出荷される予定のジャガイモから206個を無作為に抽出
したところ、重さの標本平均は180gであった。
図1(※動画参照)はこの標本のヒストグラムである。

花子さんは図1のヒストグラムにおいて、重さxの増加とともに度数がほぼ
一定の割合で減少している傾向に着目し、Xの確率密度関数f(x)として、1次関数
f(x)=ax+b (100x300)
を考えることにした。ただし、100x300の範囲でf(x)0とする。
このとき、P(100X300)=    であることから

    104a+    102b=     
である。
花子さんは、Xの平均(期待値)が重さの標本平均180gと等しくなるように
確率密度関数を定める方法を用いることにした。
連続型確率変数Xの取り得る値xの範囲が100x300で、その
確率密度関数がf(x)のとき、Xの平均(期待値)mは
m=100300xf(x)dx
で定義される。この定義と花子さんの採用した方法から
m=263105a+4104b=180 
となる。①と②により、確率密度関数は
f(x)=     105x+    103 
と得られる。このようにして得られた③のf(x)は、100x300の範囲で
f(x)0を満たしており、確かに確率密度関数として適当である。
したがって、この花子さんお方針に基づくと、B地区で収穫され、出荷される
予定の全てのジャガイモのうち、重さが200g以上のものは    
あると見積もることができる。

    については、最も適当なものを、次の⓪~③のうちから一つ選べ。
⓪33 ①34 ②35 ③36

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