중앙대 2019학년도 수시 자연계열 II 1번 · mathesis.kr/archive/cau/2019su/jayeon2_1
문제
[문제 1] 좌표평면의 원점 O에 위치한 두 점 A, B는 다음 단계에 따라 이동한다.
1단계
● 충분히 많은 공이 들어있는 빨간 주머니의 공 하나의 무게는 평균이 100g, 표준편차가 10g인 정규분포를 따른다.
● 충분히 많은 공이 들어있는 파란 주머니의 공 하나의 무게는 평균이 120g, 표준편차가 15g인 정규분포를 따른다.
● 두 주머니에서 공을 각각 임의로 뽑은 후, 공의 무게에 따라 다음과 같이 점 A, B를 이동시킨다.
- 빨간 주머니에서 뽑은 공의 무게가 105g 이상이면 점 A는 축의 방향으로 +1만큼 평행이동하고, 그렇지 않으면 축의 방향으로 +1만큼 평행이동한다.
- 파란 주머니에서 뽑은 공의 무게가 120g 이하이면 점 B는 축의 방향으로 -1만큼 평행이동하고, 그렇지 않으면 축의 방향으로 -1만큼 평행이동한다.
2단계
● 동전 한 개를 100번 던져서 앞면이 54번 이상이 나오면 점 A는 축의 방향으로 +1만큼 평행이동하고, 그렇지 않으면 축의 방향으로 +1만큼 평행이동한다.
● 다른 동전 한 개를 100번 던져서 뒷면이 49번 이하가 나오면 점 B는 축의 방향으로 -1만큼 평행이동하고, 그렇지 않으면 축의 방향으로 -1만큼 평행이동한다.
위의 규칙에 따라 두 점 A, B가 각각 이동했을 때, A, B의 거리가 3을 넘지 않을 확률을 아래의 표준정규분포표를 이용하여 구하시오. (단, 표준정규분포표의 확률은 소수점 아래 둘째 자리에서 반올림하여 제시하였다.) [20점]
| 0.2 | 0.1 |
| 0.5 | 0.2 |
| 0.8 | 0.3 |
| 1.2 | 0.4 |
중앙대 2019학년도 수시 자연계열 II 1번 · mathesis.kr/archive/cau/2019su/jayeon2_1
● 1단계에서 점 A, B가 이동하는 확률을 다음과 같이 계산한다.- 두 주머니에서 임의로 뽑은 공의 무게를 각각 확률변수 , 라고 하자.이때 이다.따라서 점 A는 0.3의 확률로 축의 방향으로 +1만큼 평행이동하고, 0.7의 확률로 축의 방향으로 +1만큼 평행이동한다.- 또한, 이다.따라서 점 B는 0.5의 확률로 축의 방향으로 -1만큼 평행이동하고, 0.5의 확률로 축의 방향으로 -1만큼 평행이동한다.
● 2단계에서 점 A, B가 이동하는 확률을 다음과 같이 계산한다.- 동전 한 개를 100번 던져서 앞면이 나오는 횟수를 확률변수 라고 하면, 는 이항분포 을 따른다.이때 의 평균은 , 분산은 이고, 시행 횟수가 충분히 크기 때문에 는근사적으로 정규분포 을 따른다. 따라서 구하는 확률은이고,점 A는 0.2의 확률로 축의 방향으로 +1만큼 평행이동하고, 0.8의 확률로 축의 방향으로 +1만큼 평행이동한다.- 다른 동전 한 개를 100번 던져서 뒷면이 나오는 횟수를 확률변수 라고 하면, 같은 방법으로 는 근사적으로 정규분포을 따른다. 따라서 구하는 확률은이고,점 B는 0.4의 확률로 축의 방향으로 -1만큼 평행이동하고, 0.6의 확률로 축의 방향으로 -1만큼 평행이동한다.
● 위의 규칙에 따라 점 A, B가 이동하게 되면 선분 AB는 총 9가지의 경우가 발생하고, 이때의 거리는 , , 4 총 3가지 경우가 나온다. 따라서 두 점 A, B의 거리가 3을 넘지 않는 경우는 일 경우이고 그때의 확률은 다음의 표와 같다.
| 점 A | 점 B | 확률 |
|---|---|---|
● 따라서 구하는 확률은 이다.

※ 계산 실수로 틀렸어도 논리 전개 과정이 맞으면 해당 부분에 1~2점의 부분 점수를 부여함
※ 각 부분에서 바르게 답안을 작성한 경우에도 답안의 완성도에 따라 총점 20점 이내에서 ±1점 추가 점수 부여 가능함
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