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【確率】確率とは何か?基本の考え方を理解しよう【中2数学】【基礎】

「確率って、結局なんなの?」と聞かれて、うまく答えられるだろうか。

サイコロを振って「1が出る確率は6分の1」と言われても、「なぜ6分の1なのか」「そもそも確率って何を表しているのか」がぼんやりしたままだと、応用問題でつまずくことになる。

実は、確率かくりつの根本にある考え方はとてもシンプルである。この記事では、確率とは何かを「場合の数」から順番に解説し、自分で確率を求められるようになるまで導く。

対象:中学2年 所要時間:約8分
目次

そもそも確率とは?

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

出来事できごとのことを、数学では「事象じしょう」と呼ぶ。例えば「サイコロで1が出る」「コインで表が出る」などが事象である。

日常でも「今日は雨が降る確率は30%」などと耳にするだろう。この「30%」が確率である。

数学では、確率を次のように定義する。

$$\text{確率} = \frac{\text{その事象が起こる場合の数}}{\text{起こりうるすべての場合の数}}$$

具体例で考えてみよう。サイコロを1回振るとき、「1が出る」確率を求める。

$$\begin{aligned} &\text{起こりうるすべての場合の数} = 6 \text{(1, 2, 3, 4, 5, 6の6通り)} \\[8pt] &\text{1が出る場合の数} = 1 \text{(1が出るのは1通り)} \\[8pt] &\text{よって、確率} = \frac{1}{6} \end{aligned}$$

確率は0以上1以下の値をとる。絶対に起こらない事象の確率は0、必ず起こる事象の確率は1である。

「同様に確からしい」とは

確率を正しく求めるために、絶対に理解しておくべき言葉がある。それが「同様どうようたしからしい」である。

「同様に確からしい」とは、「どの結果も同じくらい起こりやすい」という意味である。

サイコロを例に考えよう。普通のサイコロでは、1〜6のどの目も同じくらい出やすい。これを「1〜6の目が出ることは同様どうようたしからしい」と言う。

逆に、もしサイコロが歪んでいて1ばかり出るなら、「同様に確からしい」とは言えない。そのような場合、確率の公式をそのまま使うことはできない。

重要ポイント:確率の公式を使うときは、必ず「起こりうる結果が同様に確からしいか」を確認すること。

確率を図で理解する

確率の考え方を、サイコロの例でアニメーションを使って確認しよう。

このアニメーションが示しているのは、確率の公式そのものである。

  • 分母:起こりうる全ての場合の数(サイコロなら6通り)
  • 分子:求めたい事象が起こる場合の数(1が出るなら1通り)

確率を求める手順

確率を求めるときは、次の3ステップで進める。

1

全ての場合を書き出す

起こりうる結果を全て列挙する。このとき、「同様に確からしい」結果を数える。

2

求めたい事象を数える

全ての場合の中から、条件に合うものを数える。

3

公式に当てはめる

確率 = (求めたい事象の数)÷(全ての場合の数)

例題で確認しよう

例題:赤玉3個と白玉2個が入った袋から、1個の玉を取り出すとき、赤玉が出る確率を求めよ。

解答

1

全ての場合を確認する。袋の中には玉が全部で $3 + 2 = 5$ 個ある。どの玉も同じように取り出せるので、「同様に確からしい」と言える。

2

赤玉が出る場合を数える。赤玉は3個あるので、赤玉が出る場合の数は3通り。

3

公式に当てはめる。

$$\text{赤玉が出る確率} = \frac{3}{5}$$

約分やくぶんできる場合は約分する。例えば $\dfrac{2}{6}$ なら $\dfrac{1}{3}$ と答える。

よくある間違いと対策

1

間違い:「同様に確からしい」を確認しない

例えば「2枚のコインを投げて、表が0枚、1枚、2枚のどれか」は3通りに見えるが、これは「同様に確からしい」ではない。正しくは「表表、表裏、裏表、裏裏」の4通りで考える。

2

間違い:場合の数を数え漏らす

「2つのサイコロを区別しない」と数え漏れが起きやすい。サイコロA、サイコロBのように区別して数えること。

3

間違い:確率を分数以外で答える

特に指定がなければ、確率は分数で答える。小数や百分率(%)に直す必要はない。また、約分できる場合は必ず約分する。

「同様に確からしい」を正しく理解する

ここが確率でもっとも大事なポイントである。次の2つの問題を比べてみよう。

ポイントは「区別して数える」ことである。見た目が同じコインでも、1枚目と2枚目を別々に考えれば、「表裏」と「裏表」は異なる結果になる。

この単元のよくある質問

Q. 確率が0や1になることはありますか?

A. あります。絶対に起こらない事象(サイコロで7が出るなど)の確率は0、必ず起こる事象(サイコロで1〜6のどれかが出る)の確率は1です。確率は常に0以上1以下の値をとります。

Q. 確率を小数で答えてもいいですか?

A. 問題に「小数で答えよ」「百分率で答えよ」と指示がない限り、分数で答えるのが原則です。また、約分できる場合は必ず約分した形で答えます。

Q. 「少なくとも1つ」という問題はどう考えますか?

A. 「少なくとも1つ」は「1つ以上」という意味です。直接数えてもよいですが、「1−(1つもない確率)」と計算する方が楽な場合が多いです。これは「余事象」という考え方で、発展的な内容として学習します。

練習問題

問1. 1から10までの数字が書かれたカードが1枚ずつ、合計10枚ある。この中から1枚を引くとき、3の倍数が書かれたカードを引く確率を求めよ。
問2. 1つのサイコロを1回振るとき、4以上の目が出る確率を求めよ。
問3. 赤玉4個と青玉6個が入った袋から、1個の玉を取り出すとき、青玉が出る確率を求めよ。

まとめ

この記事では、確率かくりつの基本的な考え方を学んだ。ポイントは以下の通りである。

  • 確率とは「ある事象がどれくらい起こりやすいか」を数値で表したもの
  • 確率 = (その事象が起こる場合の数)÷(全ての場合の数)
  • 同様どうようたしからしい」かどうかを必ず確認する
  • コインやサイコロは「区別して」数える

確率は、場合の数を正確に数えることができれば、必ず正しい答えにたどり着ける。まずは基本的な問題で「全ての場合を書き出す」練習を繰り返そう。

Core-dorill— 基礎を、何度でも。

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