수리논술, 이게 다다.

자연계열 3번

오류 제보

문제

[문제 3] 다음 제시문 <가>와 <나>를 읽고 물음에 답하시오.

<가> 갑이 동전을 4\displaystyle 4개 던져서 나온 앞면의 개수를 a\displaystyle a,을이 동전을 2\displaystyle 2개 던져서 나온 앞면의 개수를 b\displaystyle b,병이 동전을 2\displaystyle 2개 던져서 나온 앞면의 개수를 c\displaystyle c라 하자.

<나> 사건 A\displaystyle A가 일어났을 때의 사건 B\displaystyle B의 조건부확률은P(B∣A)=P(A∩B)P(A)\displaystyle \mathrm{P}(B\mid A)=\frac{\mathrm{P}(A\cap B)}{\mathrm{P}(A)} (단, P(A)>0\displaystyle \mathrm{P}(A)>0)

3-1. a≥b\displaystyle a\ge b일 때, a=n\displaystyle a=n일 확률 Pn\displaystyle P_n을 각각 구하여라. (단, n=0,1,2,3,4\displaystyle n=0,1,2,3,4) [15점]

3-2. a≥b\displaystyle a\ge b일 때, a≥c\displaystyle a\ge c일 확률을 구하여라. [15점]

해설강의 준비중

3-1.a≥b\displaystyle a\ge b일 때, a=n\displaystyle a=n일 확률은 조건부확률Pn=P(a=n∣a≥b)=P(a=n∩a≥b)P(a≥b)\displaystyle P_n=\mathrm{P}(a=n\mid a\ge b)=\frac{\mathrm{P}(a=n\cap a\ge b)}{\mathrm{P}(a\ge b)} (n=0,1,2,3,4)\displaystyle (n=0,1,2,3,4)이다.그런데, P(a≥b)=∑n=04P(a=n∩a≥b)\displaystyle \mathrm{P}(a\ge b)=\sum_{n=0}^4\mathrm{P}(a=n\cap a\ge b)이므로 각 항을 구하여 보면,

1) P(a=0∩a≥b)=P(a=0)⋅P(a≥b∣a=0)\displaystyle \mathrm{P}(a=0\cap a\ge b)=\mathrm{P}(a=0)\cdot\mathrm{P}(a\ge b\mid a=0)으로P(a=0)=(12)4=116\displaystyle \mathrm{P}(a=0)=\left(\frac12\right)^4=\frac1{16}이고,a=0\displaystyle a=0일 때 a≥b\displaystyle a\ge b이면, b=0\displaystyle b=0뿐 이므로P(a≥b∣a=0)=P(b=0)=14\displaystyle \mathrm{P}(a\ge b\mid a=0)=\mathrm{P}(b=0)=\frac14∴P(a=0∩a≥b)=164\displaystyle \therefore\mathrm{P}(a=0\cap a\ge b)=\frac1{64}

2) P(a=1∩a≥b)=P(a=1)⋅P(a≥b∣a=1)\displaystyle \mathrm{P}(a=1\cap a\ge b)=\mathrm{P}(a=1)\cdot\mathrm{P}(a\ge b\mid a=1)으로P(a=1)=4C1(12)4=416\displaystyle \mathrm{P}(a=1)={}_4\mathrm{C}_1\left(\frac12\right)^4=\frac4{16}이고,a=1\displaystyle a=1일 때 a≥b\displaystyle a\ge b이면, b=0\displaystyle b=0 또는 1\displaystyle 1이므로P(a≥b∣a=1)=34\displaystyle \mathrm{P}(a\ge b\mid a=1)=\frac34∴P(a=1∩a≥b)=1264\displaystyle \therefore\mathrm{P}(a=1\cap a\ge b)=\frac{12}{64}

3) P(a=2∩a≥b)=P(a=2)⋅P(a≥b∣a=2)\displaystyle \mathrm{P}(a=2\cap a\ge b)=\mathrm{P}(a=2)\cdot\mathrm{P}(a\ge b\mid a=2)으로P(a=2)=4C2(12)4=616\displaystyle \mathrm{P}(a=2)={}_4\mathrm{C}_2\left(\frac12\right)^4=\frac6{16}이고,a=2\displaystyle a=2일 때 a≥b\displaystyle a\ge b이면, b=0\displaystyle b=0 또는 1\displaystyle 1 또는 2\displaystyle 2이므로P(a≥b∣a=2)=1\displaystyle \mathrm{P}(a\ge b\mid a=2)=1∴P(a=2∩a≥b)=616=2464\displaystyle \therefore\mathrm{P}(a=2\cap a\ge b)=\frac6{16}=\frac{24}{64}

4) P(a=3∩a≥b)=P(a=3)⋅P(a≥b∣a=3)\displaystyle \mathrm{P}(a=3\cap a\ge b)=\mathrm{P}(a=3)\cdot\mathrm{P}(a\ge b\mid a=3)으로=P(a=3)⋅1=4C3(12)4=416=1664\displaystyle \begin{aligned}&=\mathrm{P}(a=3)\cdot1\\&={}_4\mathrm{C}_3\left(\frac12\right)^4=\frac4{16}=\frac{16}{64}\end{aligned}∴P(a=3∩a≥b)=416=1664\displaystyle \therefore\mathrm{P}(a=3\cap a\ge b)=\frac4{16}=\frac{16}{64}

5) P(a=4∩a≥b)=P(a=4)⋅1\displaystyle \mathrm{P}(a=4\cap a\ge b)=\mathrm{P}(a=4)\cdot1으로=4C4(12)4=116=464\displaystyle ={}_4\mathrm{C}_4\left(\frac12\right)^4=\frac1{16}=\frac4{64}∴P(a=4∩a≥b)=116=464\displaystyle \therefore\mathrm{P}(a=4\cap a\ge b)=\frac1{16}=\frac4{64}따라서 P(a≥b)=164+1264+2464+1664+464=5764\displaystyle \mathrm{P}(a\ge b)=\frac1{64}+\frac{12}{64}+\frac{24}{64}+\frac{16}{64}+\frac4{64}=\frac{57}{64}

그러므로 Pn=P(a=n∣a≥b)=P(a=n∩a≥b)P(a≥b)\displaystyle P_n=\mathrm{P}(a=n\mid a\ge b)=\frac{\mathrm{P}(a=n\cap a\ge b)}{\mathrm{P}(a\ge b)} (n=0,1,2,3,4)\displaystyle (n=0,1,2,3,4)은 다음과 같다.

P0=1/6457/64=157,P1=12/6457/64=1257=419\displaystyle P_0=\frac{1/64}{57/64}=\frac1{57},\quad P_1=\frac{12/64}{57/64}=\frac{12}{57}=\frac4{19}P2=24/6457/64=2457=819,P3=16/6457/64=1657\displaystyle P_2=\frac{24/64}{57/64}=\frac{24}{57}=\frac8{19},\quad P_3=\frac{16/64}{57/64}=\frac{16}{57}P4=4/6457/64=457\displaystyle P_4=\frac{4/64}{57/64}=\frac4{57}

3-2.a≥b\displaystyle a\ge b일 때, a≥c\displaystyle a\ge c일 확률은 조건부확률P(a≥c∣a≥b)=P(a≥c∩a≥b)P(a≥b)\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\mid a\ge b)=\frac{\mathrm{P}(a\ge c\cap a\ge b)}{\mathrm{P}(a\ge b)}이다.그런데, P(a≥c∩a≥b)=∑n=04P(a=n)P(a≥c∩a≥b∣a=n)\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\cap a\ge b)=\sum_{n=0}^4\mathrm{P}(a=n)\mathrm{P}(a\ge c\cap a\ge b\mid a=n)이므로P(a≥c∣a≥b)=∑n=04P(a=n)P(a≥c∩a≥b∣a=n)P(a≥b)=∑n=04P(a=n)P(a≥b∣a=n)P(a≥c∣a=n)P(a≥b)=∑n=04P(a=n∣a≥b)P(a≥c∣a=n).\displaystyle \begin{aligned}\mathrm{P}(a\ge c\mid a\ge b)&=\sum_{n=0}^4\frac{\mathrm{P}(a=n)\mathrm{P}(a\ge c\cap a\ge b\mid a=n)}{\mathrm{P}(a\ge b)}\\&=\sum_{n=0}^4\frac{\mathrm{P}(a=n)\mathrm{P}(a\ge b\mid a=n)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=n)}{\mathrm{P}(a\ge b)}=\sum_{n=0}^4\mathrm{P}(a=n\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=n).\end{aligned}문항 3-1에서 구한 Pn=P(a=n∣a≥b)\displaystyle P_n=\mathrm{P}(a=n\mid a\ge b)을 활용하면,

P0=1/6457/64=157,P1=12/6457/64=1257=419\displaystyle P_0=\frac{1/64}{57/64}=\frac1{57},\quad P_1=\frac{12/64}{57/64}=\frac{12}{57}=\frac4{19}P2=24/6457/64=2457=819,P3=16/6457/64=1657\displaystyle P_2=\frac{24/64}{57/64}=\frac{24}{57}=\frac8{19},\quad P_3=\frac{16/64}{57/64}=\frac{16}{57}P4=4/6457/64=457\displaystyle P_4=\frac{4/64}{57/64}=\frac4{57}

a≥b\displaystyle a\ge b일 때,a=0\displaystyle a=0일 확률이 157\displaystyle \frac1{57},a=1\displaystyle a=1일 확률이 1257\displaystyle \frac{12}{57},a=2\displaystyle a=2일 확률이 2457\displaystyle \frac{24}{57},a=3\displaystyle a=3일 확률이 1657\displaystyle \frac{16}{57},a=4\displaystyle a=4일 확률이 457\displaystyle \frac4{57}이다.

a≥b\displaystyle a\ge b일 때, a≥c\displaystyle a\ge c일 확률은P(a≥c∣a≥b)=P(a=0∣a≥b)P(a≥c∣a=0)+P(a=1∣a≥b)P(a≥c∣a=1)+P(a=2∣a≥b)P(a≥c∣a=2)+P(a=3∣a≥b)P(a≥c∣a=3)+P(a=4∣a≥b)P(a≥c∣a=4)\displaystyle \begin{aligned}\mathrm{P}(a\ge c\mid a\ge b)&=\mathrm{P}(a=0\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=0)+\mathrm{P}(a=1\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=1)\\&\quad+\mathrm{P}(a=2\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=2)+\mathrm{P}(a=3\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=3)\\&\quad+\mathrm{P}(a=4\mid a\ge b)\mathrm{P}(a\ge c\mid a=4)\end{aligned}이다.P(a≥c∣a=0)=P(0≥c)=P(0=c)=14\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\mid a=0)=\mathrm{P}(0\ge c)=\mathrm{P}(0=c)=\frac14P(a≥c∣a=1)=P(1≥c)=34\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\mid a=1)=\mathrm{P}(1\ge c)=\frac34P(a≥c∣a=2)=P(2≥c)=1\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\mid a=2)=\mathrm{P}(2\ge c)=1P(a≥c∣a=3)=P(a≥c∣a=4)=1\displaystyle \mathrm{P}(a\ge c\mid a=3)=P(a\ge c\mid a=4)=1그러므로, P(a≥c∣a≥b)=157×14+1257×34+2457×1+1657×1+457×1=1228+36228+176228=213228=7176\displaystyle \begin{aligned}\mathrm{P}(a\ge c\mid a\ge b)&=\frac1{57}\times\frac14+\frac{12}{57}\times\frac34+\frac{24}{57}\times1+\frac{16}{57}\times1+\frac4{57}\times1\\&=\frac1{228}+\frac{36}{228}+\frac{176}{228}\\&=\frac{213}{228}=\frac{71}{76}\end{aligned}

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.