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重要 例題 168 確率と区分求積法
00000
In個のボールを2n 個の箱へ投げ入れる。 各ボールはいずれかの箱に入るものと
し,どの箱に入る確率も等しいとする。 どの箱にも1個以下のホールしか入っ
[京都]
A. log pn
ていない確率をn とする。 このとき, 極限値lim-
を求めよ。
n18
n
基本 164, 重要 166
確率の基本 N (すべての数) とα (起こる数)を求めて
a
N
解答
指針
どの箱にも1個以下のボールしか入らない場合の数は, 異なる2n個のものからn個
を取り出して並べる順列の総数に等しい。
求める極限値の10g の部分は, 重要例題166と同様に, 対数の性質を用いて和の形
lim Sof(x)dx を利用する。
noo nk=1
1個のボールに対し, 箱に入れる方法は2通りあるから,
(2n)" 通り
n個のボールを 2n個の箱に入れる方法は
どの箱にも1個以下のボールしか入らない場合の数は,異
なる2n 個のものからn個を取り出して並べる順列の総数
2nPn
に等しいから
よって
2n P
Pn=
ROA
ゆえに
(2n)"
2n(2n-1)....
や
2nnn
90AS
•(n+1)
(n+1)(n+2)........(n+n)
2nnn
-A1+
((1) 次の不
(x
((2)
(1)不等式 S-
(イ) 積分
指針 (1) (ア) 0
区間 [
(2)左辺の
減を調
SA
重複順列の考え方。
(1) (ア) 0
解答
ゆえに
よっ
AniaA-A Cor
HA>200A分子はn個の()の積。
n
(1+1/2)1+2/2)(1+1)ー(モン
2"
n
10gp=log(1+1/72) (1+27/(1+7)}-log2"
よって
=
n
k=1
lim
2100
log(1+)-nlog 2
log pn
n
lim / 210g(1+/-10g2}
n
log(1+x)dx-log2
=[(1+xl0g(1+x)-S,dx-log2
= 2log2-log1-1-10g2=log2-1
254
27
分母のn" は n個のnの
積であるから,それぞれ
約分する。
mil
logMN = logM+logN
mil=
(イ)(ア)
x=s
0≤
S
log2 はnに無関係。
(2) f
log(1+x)
=(1+x)'log(1+x)
とみて、部分積分法。
練習 nを5以上の自然数とする。 1からnまでの異なる番号をつけたn個の袋があり、
168番号の袋には黒玉ん個と白玉 n-k個が入っている。 まず, n個の袋から無作為
に1つ袋を選ぶ。 次に, その選んだ袋から玉を1つ取り出してもとに戻すという試
を5回繰り返す。 このとき, 黒玉をちょうど3回取り出す確率を とする。極
限値lim pn を求めよ。
n→∞
az
練習(1)
169
よゆ
(2)