[3.1] 두 장의 카드를 뽑는 경우의 수는 30C2이다. 짝수 중 3으로 나눈 나머지가 1인 수는 6m+4꼴이고, 이를 제곱하면 3으로 나눈 나머지는 1이다. 짝수 중 3으로 나눈 나머지가 2인 수는 6m+2꼴이고, 이를 제곱하면 3으로 나눈 나머지는 1이다. 이로부터 카드의 수를 문제의 규칙대로 더해서 3의 배수가 될 수 있는 경우는 다음 세 가지임을 알 수 있다.(1) 뽑은 카드가 모두 3의 배수인 경우 10C2이다.(2) 뽑은 카드가 모두 홀수일 때 한 장은 6으로 나눈 나머지가 1이고 다른 한 장은 6으로 나눈 나머지가 5인 경우 5C1×5C1이다.(3) 뽑은 카드의 홀짝이 다를 때 한 장은 6으로 나눈 나머지가 5이고 다른 한 장은 6으로 나눈 나머지가 2 또는 4인 경우 5C1×10C1이다.따라서 구하는 확률은 30C210C2+5C1×5C1+5C1×10C1=15×2945+25+50=3×299+5+10=298이다.
[3.2] n장의 카드 중 k장을 선택하는 방법의 수는 nCk이고, k개의 카드를 2개의 더미로 나누는 방법의 수는 더미 각각에 최소 한 장의 카드가 있어야 하고, 두 더미는 구분되지 않으므로 22k−2이다. 그러므로 k장의 카드를 선택했을 때, 등록하는 방법의 수는 nCk×(2k−1−1)이다. 따라서 등록하는 방법의 수는k=2∑nnCk(2k−1−1)=21(−1−2n+k=0∑nnCk2k)−(−1−n+k=0∑nnCk)=23n−2n−1+2+2n−2n+1=23n−2n+1+1이다.
[3.3] 먼저 3장의 카드를 뽑았을 때 점수 획득을 위해서는 최소 2장의 카드를 이용해야 하고 등록한 카드는 다시 이용할 수 없기 때문에 획득 가능한 최대 점수는 1점이다. 즉 3장의 카드를 뽑았을 때 가능한 점수는 1점 혹은 0점이다.이제 1점을 얻을 수 있는 카드가 뽑힐 확률을 뽑은 카드 중 3의 배수인 카드의 개수에 따라 나누어서 생각하자.우선 3의 배수인 카드가 2장 이상인 경우에는 득점을 할 수 있는 등록 방법이 있다.(1) 3의 배수가 3장일 확률은 30C310C3이다.(2) 3의 배수가 2장일 확률은 30C310C2×20C1이다.(3) 3의 배수인 카드가 1장인 경우를 생각하자. 3의 배수를 제외한 2장의 카드는 문항 [3.1]의 풀이로부터 한 장은 6으로 나눈 나머지가 5이고, 다른 한 장은 6으로 나눈 나머지가 1,2,4이어야 한다. 따라서 이 경우 확률은 30C310C1×(5C1×15C1)이다.(4) 카드 중 3의 배수인 수가 한 장도 없는 경우에는 점수를 얻는 등록 방법은 없다.따라서 구하는 확률은 (1)부터 (4)까지의 확률을 더해서 얻을 수 있으므로30C310C3+10C2×20C1+10C1×5C1×15C1=5×29×28120+900+750=29×1412+90+75=406177이다.결론적으로 얻을 수 있는 점수의 기댓값은1×406177+0×(1−406177)=406177이다.