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【確率】玉を取り出す確率問題の解き方【中2数学】【必須】

「袋の中から玉を取り出す確率」と聞いて、何から手をつければいいかわからないと感じていないだろうか。

問題文を読んでも、どの数字を分母にして、どの数字を分子にすればいいのか迷ってしまう。そんな経験をしたことがある人は多いはずである。

実は、確率の問題は「全部で何通りか」と「当たりは何通りか」の2つを数えるだけである。この記事では、玉を取り出す確率問題を、順を追って解けるようになるまで解説する。

対象:中学2年 所要時間:約8分
目次

そもそも確率かくりつとは?

確率かくりつとは、「ある出来事がどのくらい起こりやすいか」を数で表したものである。

確率かくりつは0から1の間の数で表す。0は「絶対に起こらない」、1は「必ず起こる」を意味する。

確率を求める公式こうしきは、次の通りである。

$$\text{確率} = \frac{\text{当たりの場合の数}}{\text{全部の場合の数}}$$

具体的な例で考えてみよう。

:袋の中に赤玉が3個、白玉が2個入っている。1個取り出すとき、赤玉が出る確率は?

$$\begin{aligned} \text{全部の場合の数} &= 3 + 2 = 5 \text{(通り)} \\[8pt] \text{当たりの場合の数} &= 3 \text{(通り)} \\[8pt] \text{確率} &= \frac{3}{5} \end{aligned}$$

「場合の数」とは、起こりうる結果の数のことである。玉が5個あれば、どの玉が出るかは5通りある。

確率問題を図で理解する

確率の考え方を、袋から玉を取り出すイメージで視覚化してみよう。

アニメーションでは、全ての玉を1つずつ確認した後、「当たり」である赤玉だけを強調している。

確率を求めるときは、このように「全部」と「当たり」を明確に区別することが大切である。

確率問題を解く手順

玉を取り出す確率問題は、次の3ステップで解ける。

1
全部の場合の数を求める
袋の中にある玉の総数を数える。
2
当たりの場合の数を求める
問題で「起こってほしい」結果の数を数える。
3
公式にあてはめる
確率 = 当たり ÷ 全部

例題1:1個取り出す場合

問題:袋の中に赤玉4個、青玉3個、白玉2個が入っている。1個取り出すとき、青玉が出る確率を求めよ。

1
全部の場合の数
$$4 + 3 + 2 = 9 \text{(通り)}$$
2
当たりの場合の数
青玉が出る場合だから
$$3 \text{(通り)}$$
3
公式にあてはめる
$$\text{確率} = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}$$

答え:$\dfrac{1}{3}$

確率の答えは既約分数きやくぶんすう(これ以上約分できない分数)で表すのが基本である。$\dfrac{3}{9}$ は $\dfrac{1}{3}$ に約分する。

例題2:「〜でない」確率

問題:袋の中に赤玉4個、青玉3個、白玉2個が入っている。1個取り出すとき、赤玉でない確率を求めよ。

「赤玉でない」とは、「青玉または白玉」ということである。

1
全部の場合の数
$$4 + 3 + 2 = 9 \text{(通り)}$$
2
当たりの場合の数
青玉または白玉だから
$$3 + 2 = 5 \text{(通り)}$$
3
公式にあてはめる
$$\text{確率} = \frac{5}{9}$$

答え:$\dfrac{5}{9}$

「〜でない確率」は「1 − その確率」でも求められる。赤玉の確率は $\dfrac{4}{9}$ なので、$1 – \dfrac{4}{9} = \dfrac{5}{9}$ と計算しても同じ答えになる。

2個取り出す問題を図で理解する

2個取り出す問題は、取り出し方が2種類ある。

  • 同時に取り出す:順番は関係ない
  • 1個ずつ取り出す:順番を区別する

それぞれの違いをアニメーションで確認しよう。

どちらの方法でも最終的な確率は同じ $\dfrac{1}{3}$ になる。しかし、場合の数の数え方が異なるので、問題文をよく読んで判断することが大切である。

例題3:同時に2個取り出す場合

問題:袋の中に赤玉3個、白玉2個が入っている。同時に2個取り出すとき、2個とも赤玉である確率を求めよ。

「同時に取り出す」ので、順番は関係ない。組み合わせを考える。

1
全部の場合の数
5個から2個を選ぶ組み合わせ
$$\frac{5 \times 4}{2 \times 1} = \frac{20}{2} = 10 \text{(通り)}$$
2
当たりの場合の数
赤玉3個から2個を選ぶ組み合わせ
$$\frac{3 \times 2}{2 \times 1} = \frac{6}{2} = 3 \text{(通り)}$$
3
公式にあてはめる
$$\text{確率} = \frac{3}{10}$$

答え:$\dfrac{3}{10}$

$n$ 個から $r$ 個を選ぶ組み合わせの数は $\dfrac{n \times (n-1) \times \cdots}{r \times (r-1) \times \cdots \times 1}$ で求められる。5個から2個なら $\dfrac{5 \times 4}{2 \times 1} = 10$ である。

よくある間違いと対策

確率の問題でよくある間違いを3つ紹介する。

1
分母と分子を逆にする
✗ 誤り:確率 = 全部 ÷ 当たり
○ 正しい:確率 = 当たり ÷ 全部
対策:「当たりは全部の中の一部」だから、当たり ≤ 全部。確率は1以下になる。
2
約分を忘れる
✗ 誤り:$\dfrac{4}{12}$ のまま答える
○ 正しい:$\dfrac{4}{12} = \dfrac{1}{3}$ に約分する
対策:答えを書く前に、分母と分子に共通の約数がないか確認する。
3
「同時に」と「1個ずつ」を区別しない
✗ 誤り:問題文を読まずに計算を始める
○ 正しい:「同時に」なら組み合わせ、「1個ずつ」なら順番を考える
対策:問題文の「同時に」「続けて」「1個ずつ」などのキーワードに下線を引く。

この単元のよくある質問

Q. 確率が1を超えることはありますか?

A. ありません。確率は0から1の間の数です。計算結果が1を超えた場合は、分母と分子を逆にしているか、場合の数の数え方を間違えている可能性があります。

Q. 「少なくとも1個」という問題はどう解きますか?

A. 「少なくとも1個」は「1個以上」という意味です。直接数えるより、「1 − (1個もない確率)」で求める方が簡単なことが多いです。

Q. 確率の答えは分数と小数のどちらで書けばいいですか?

A. 特に指定がなければ、約分した分数で答えます。小数にすると割り切れないことが多く、不正確になりやすいためです。

練習問題

問1. 袋の中に赤玉5個、青玉3個、黄玉2個が入っている。1個取り出すとき、青玉が出る確率を求めよ。
問2. 袋の中に赤玉4個、白玉6個が入っている。1個取り出すとき、白玉でない確率を求めよ。
問3. 袋の中に赤玉3個、白玉2個が入っている。同時に2個取り出すとき、2個とも白玉である確率を求めよ。

まとめ

この記事では、玉を取り出す確率問題の解き方を学んだ。ポイントは以下の通りである。

  • 確率 = 当たりの場合の数 ÷ 全部の場合の数
  • 「全部」と「当たり」を正確に数えることが大切
  • 「同時に」は組み合わせ、「1個ずつ」は順番を考える
  • 答えは約分した分数で書く

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