+5점 · a=100,M=100,m=12 (a는 빨간 구슬의 개수, M은 시행 횟수, m은 빨간 구슬을 꺼낸 횟수)라고 하면, PN(12)=NCMN−aCM−maCm이다.a=100,M=100,m=12 (a는 빨간 구슬의 개수, M은 시행 횟수, m은 빨간 구슬을 꺼낸 횟수)라고 하면, PN(12)=NCMN−aCM−maCm이다.
+5점 · 이로부터 PN(12)PN−1(12)를 계산하면,
PN(12)PN−1(12)=(M−m)!(N−a−M+m)!M!(N−1−M)!(N−a)!(N−1)!(M−m)!(N−1−a−M+m)!M!(N−M)!(N−1−a)!N!=(N−M)(N−a)N(N−a−M+m).이로부터 PN(12)PN−1(12)를 계산하면,PN(12)PN−1(12)=(M−m)!(N−a−M+m)!M!(N−1−M)!(N−a)!(N−1)!(M−m)!(N−1−a−M+m)!M!(N−M)!(N−1−a)!N!=(N−M)(N−a)N(N−a−M+m).
+4점 · 제시문 (ㄹ)에 의해, PN(12)가 최대가 되려면, 우선 (N−M)(N−a)N(N−a−M+m)≤1이어야 한다.
이를 정리하면 다음의 부등식이 나온다. N≤maM.제시문 (ㄹ)에 의해, PN(12)가 최대가 되려면, 우선 (N−M)(N−a)N(N−a−M+m)≤1이어야 한다.이를 정리하면 다음의 부등식이 나온다. N≤maM.
+4점 · PN(12)PN+1(12)≤1는 위 부등식의 N에 N+1을 넣고, 부등식의 방향을 바꾼 것과 같으므로, PN(12)가 최대가 되는 필요조건은 maM−1≤N≤maM이다.PN(12)PN+1(12)≤1는 위 부등식의 N에 N+1을 넣고, 부등식의 방향을 바꾼 것과 같으므로, PN(12)가 최대가 되는 필요조건은 maM−1≤N≤maM이다.
+2점 · 이 조건을 만족하는 자연수는 1개 밖에 없으므로 그 자연수가 우리가 찾는 최댓값을 주는 N이다. maM=1210000=32500=833.3…이므로 N=833이다.이 조건을 만족하는 자연수는 1개 밖에 없으므로 그 자연수가 우리가 찾는 최댓값을 주는 N이다. maM=1210000=32500=833.3…이므로 N=833이다.
+5점 · a=100,M=100,m=10 (a는 빨간 구슬의 개수, M은 시행 횟수, m은 빨간 구슬을 꺼낸 횟수)라고 하면, PN(10)=MCm(Na)m(1−Na)M−m이다.a=100,M=100,m=10 (a는 빨간 구슬의 개수, M은 시행 횟수, m은 빨간 구슬을 꺼낸 횟수)라고 하면, PN(10)=MCm(Na)m(1−Na)M−m이다.
+12점 · 최대가 되는 N을 찾기 위해 함수 f(x)=xm(1−x)M−m을 생각하자. 이 함수를 미분하면 f′(x)=xm−1(1−x)M−m−1(m−Mx)이므로, x=Mm에서 최대가 된다.최대가 되는 N을 찾기 위해 함수 f(x)=xm(1−x)M−m을 생각하자. 이 함수를 미분하면 f′(x)=xm−1(1−x)M−m−1(m−Mx)이므로, x=Mm에서 최대가 된다.
+3점 · MCm은 N과 무관하므로, 최대가 되는 N은 N=maM=1000이다.MCm은 N과 무관하므로, 최대가 되는 N은 N=maM=1000이다.