福田の数学〜大阪大学2022年文系第2問〜さいころの目と最大公約数、最小公倍数の確率(そのまま考えるか余事象で考えるかの判断基準を解説します) - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜大阪大学2022年文系第2問〜さいころの目と最大公約数、最小公倍数の確率(そのまま考えるか余事象で考えるかの判断基準を解説します)

問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}}\ nを2以上の自然数とし、1個のさいころをn回投げて出る目の数を順に\\
X_1,X_2,\ldots\ldots,X_nとする。X_1,X_2,\ldots\ldots,X_nの最小公倍数をL_n,\\
最大公約数をG_nとするとき、以下の問いに答えよ。\\
(1)L_2=5となる確率およびG_2=5となる確率を求めよ。\\
(2)L_nが素数でない確率を求めよ。\\
(3)G_nが素数でない確率を求めよ。
\end{eqnarray}
単元: #数A#大学入試過去問(数学)#場合の数と確率#確率#学校別大学入試過去問解説(数学)#大阪大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}}\ nを2以上の自然数とし、1個のさいころをn回投げて出る目の数を順に\\
X_1,X_2,\ldots\ldots,X_nとする。X_1,X_2,\ldots\ldots,X_nの最小公倍数をL_n,\\
最大公約数をG_nとするとき、以下の問いに答えよ。\\
(1)L_2=5となる確率およびG_2=5となる確率を求めよ。\\
(2)L_nが素数でない確率を求めよ。\\
(3)G_nが素数でない確率を求めよ。
\end{eqnarray}
投稿日:2022.04.25

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問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{3}} nを自然数とする。1個のさいころを繰り返し投げる実験を行い、繰り返す回数が\\
2n+1回に達するか、5以上の目が2回連続して出た場合に実験を終了する。下の表は\\
n=2の場合の例である。例\textrm{a}では、5以上の目が2回連続して出ず、5回で実験を\\
終了した。例\textrm{b}では、5以上の目が2回連続して出たため、3回で実験を終了した。\\
\\
\begin{array}{c|ccccc}
& 1回目 & 2回目 & 3回目 & 4回目 & 5回目\\
\hline 例\textrm{a} & ⚃ & ⚅ & ⚀ & ⚁ & ⚀\\
例\textrm{b} & ⚂ & ⚅ & ⚄ \\
\end{array}\hspace{100pt}\\
\\
この実験において、Aを「5以上の目が2回連続して出る」事象、非負の整数kに対し\\
B_kを「5未満の目が出た回数がちょうどkである」事象とする。一般に、事象Cの\\
確率をP(C),Cが起こったときの事象Dが起こる条件付き確率をP_C(D)と表す。\\
\\
(1)n=1のとき、P(B_1)=\boxed{\ \ サ\ \ }である。\\
\\
(2)n=2のとき、P_{B_{2}}(A)=\boxed{\ \ シ\ \ }である。\\
以下、n \geqq 1とする。\\
\\
(3)P_{B_{k}}(A)=1となるkの値の範囲は0 \leqq k \leqq K_nと表すことができる。このK_nを\\
nの式で表すとK_n=\boxed{\ \ ス\ \ }である。\\
\\
(4)p_k=P(A \cap B_k)とおく。0 \leqq k \leqq K_nのとき、p_kを求めるとp_k=\boxed{\ \ セ\ \ }である。\\
また、S_n=\sum_{k=0}^{K_n}kp_k とおくと\lim_{n \to \infty}S_n=\boxed{\ \ ソ\ \ }である。
\end{eqnarray}
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