+45점 · 주어진 문제에서 중복조합을 적용할 수 있는 경우로 나누고 이를 이용하여 확률을 계산할 수 있다.(a) 1≤k≤6에 대하여 주사위를 k번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 6이 되는 경우의 수는 방정식 a1+a2+⋯+ak=6에서 a1,a2,⋯,ak가 모두 6 이하의 자연수인 해의 개수와 같다. 이는 방정식 z1+z2+⋯+zk=6−k에서 z1,z2,⋯,zk가 모두 음이 아닌 정수인 해의 개수와 같으므로 kH6−k이다. 따라서 주사위를 k번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 6일 확률은6kkH6−k=6k5C6−k=6k5Ck−1이다. 그러므로 게임이 끝났을 때 주머니에 있는 공의 개수가 6일 확률은k=1∑66k5Ck−1=61k=0∑56k5Ck=61(1+61)5=6675이다.
+40점 · 한 사건이 발생했을 때 나머지 한 사건이 발생할 조건부확률을 계산할 수 있다.(b) 게임이 끝났을 때 주머니에 있는 공의 개수가 6인 사건을 A라 하고 주사위를 4번 던져서 게임이 끝나는 사건을 B라 하자. (a)와 마찬가지로 3≤n≤5에 대하여 주사위를 3번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 n이 되는 경우의 수는 3Hn−3이다. 따라서 주사위를 3번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 n이 될 확률은633Hn−3=63n−1Cn−3=63n−1C2이다. 주사위를 3번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 n (3≤n≤5)일 때, 다음 주사위를 던져 나오는 눈의 수가 6−n 이상이면 게임이 끝나고 주사위를 던진 횟수가 4가 된다. 따라서 사건 B가 일어날 확률은P(B)=632C2×64+633C2×65+634C2×66=6455이다. P(A∩B)는 주사위를 4번 던져서 주머니에 있는 공의 개수가 6일 확률이므로 P(A∩B)=644H2=6410이다. 따라서P(A∣B)=P(B)P(A∩B)=112이다.