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数学 大学生・専門学校生・社会人

確率統計の問題です。かなり難問で詳しく解説いただけると幸いです。

問5次のようなパズルのような問題がある. 問題を簡単にするために1年は365日とする (閏年は考えない). ある工場では人の工員を雇うことにする が,このうちの1人でも誕生日の人がいればその日は休みに, 1人も誕生日の人がいなければ働き、その日は 人数と同じn (単位) の利益を得るものとする。このとき,この工場の1年間の利益は働いた日数 xn にな る.例えばたまたま全員が同じ誕生日の場合は働いた日数=364 なので 364n の年間利益を得る. n人の工員をランダムに雇うとき, すなわち人それぞれの工員の誕生日は独立で一様分布に従うときこの年 間利益は確率変数になるが,その期待値を f(n) とする. この f(n) を最大にする n を求めよ. この問題は一見かなり難しいが以下の設問に沿って解答することにより f(n) を最大にする n とその時の f (n) の値を求めよ. (1) n 人の工員を雇うとき,確率変数 S を1人も誕生日の人がいない日数とするとき f(n) を S (やその期待 値, 分散など) を用いて表せ. (2) i=1,2,...,365を日にちを表すパラメータとする. 確率変数 X を次のように定める 1日に1人も誕生日の人がいなかった場合 Xi = 0日の誕生日の人がいた場合 このときP(X = 1) を求めよ. (3) (2) の設定で S を X を用いて表せ.また E[S] を求めよ. (4) 以上を用いて f(n) を具体的に表せ. (5) (4) で求めた f(n) より f(n+1)-f(n) を考えることで f (n) が最大になる n を求め, f(n) の最大値 (の 近似値)を与えよ.

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文章題なのですが、解説の青線部分がよくわかりません…т тどなたかどのような意味が教えて頂けないでしょうか…!

市役所上・中級 No. 9/21 B日程 判断推理数量関係 237 判断推理 30年度 「ある店で、りんご150円, なし120円, オレンジ100円で販売している。 AとBの購入について ことがわかっているといえるのはどれか。 Aは1310円分,Bは850円分買った。 AとBの買ったなしの個数の差は2個であった。 ・Aの購入個数はオレンジよりりんごのほうが多かった。 1 Aはりんごを5個買った。 2Bは全部で11個買った。 3Bはオレンジとりんごのみを買った。 4 Bはオレンジを最も多く買った。 5 AとBでオレンジを5個買った。 解説 1つ目の条件より,Aの合計で十の位の10円より, 10円を作ることができる「なし」を何個買 ったかを考える。10円を作るには,十の位を1か6にしなければいけないが,「なし」の十の 位である2で,奇数である1は作れないので,十の位を6にする必要がある。このことより, Aは「なし」を3個,8個, 13個, 16個…………となるが, 13個以上買うと 「なし」だけで1310円 を超えてしまうので, 3個か8個となる。 人の 同様にBの十の位が5なので, Bは 「なし」 を0個, 5個 10個…となるが,10個以上買う と「なし」だけで850円を超えてしまうので, 0個か5個となる。 2つ目の条件より、 「なし」の個数の差が2個なので,Aが3個,Bが5個と確定する。 B は残り850-120×5=250円分となるので,りんご1個, オレンジ1個と決まる。 数学 物理 化学 生物 地学 文章理解 判断推理 なし(120円) りんご (150円) A 3個 (360円) オレンジ (100円) 950円 合計 1310円 B 5個 (600円) 1個(150円) 1個(100円) 850円 Aは残りは950円となる。この50円を作るにはりんごを奇数個買ったことになる。りんごと オレンジの個数の可能性は以下のようになる。 りんご 1個 3個 5個 オレンジ 8個 5個 2個 しかし、3つ目の条件より, りんごのほうを多く買っているので,りんごが5個, オレンジ が2個と確定する。 以上より,正答は1である。 正答 1 推

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文章題、操作の手順の問題です。解説の意味が最初から全くわからないのですが、どなたかわかりますでしょうか…?解説して頂けるとありがたいです…

市役所上・中級 A日程 No. 242 判断推理唄 操作手順 25年度 A~Dの4人があみだくじを行った。 4人のスタート位置は図のよう であり,Aは1段目, Bは2段目, Cは3段目, Dは4段目にそれぞ れ横に1か所だけ線を書き加えた。その結果,当たりとなったのはDO であった。アイのことがわかっているとき,正しいものは次のうち どれか。 アDは,横の線を書き加えなくても当たりだった。 イCは,Aが横に線を書き加えた位置の真下に横の線を書き加え れば当たっていた。 AはCよりも左側の位置に到達した。 A 1段目 A 2段目B 13段目 C 14段目 市役 3X にな 3にボ の 数学 物理 5/18 1 2Bが横に移動したのは2回だった。 3CはBよりも右側の位置に到達した。 4DはBよりも右側に横の線を書き加えた。 5Aが横に移動したのは3回だった。 当たり 解説 Dは横の線を書き加えなくても当たりだったのだから, Dは4段目の最も左側に横の線を書き 加えたことになる。そして, Dが当たるためには,Dは (1) 横に1回も移動しない (2) 左 右に1回ずつ移動する, (3) 左右に2回ずつ移動する、のいずれかでなければならないが,D が書き加えた線が最も左側であることから, 左右に2回ずつ移動して当たりとなることはな い。そうすると,Dが書き加えた線が最も左側で,Dが当たりとなるのは10通りあることにな る。 このうち、条件を満たすのは下図の場合だけであり,この1通りに確定する。このとき, 4人の到達位置は左からC, B, D, A (スタート時の位置関係と同じ)となる。 CBDA 生物 地学 文章理解 判断推理 よって、正答は2である。 O C (M) 1-Exa Jos 正答 2

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最大、最小問題についてです。 鉛筆の()で囲った部分は、解答するときに書かなければ何がまずいのでしょうか? よろしくお願いします🙇

例題 6-10(最大・最小①) A 67 大値を求めよ。 がすべて正で x+y+z=a (aは定数) のとき,積 xy'z の最 謝 解説 関数 f(x,y)において最大値・最小値の存在および最大・最小とな る点が極大・極小であることが明らかな場合がある。しかも極大・極小となる 点の候補がごく限られているならば,ただちに最大・最小が求まる。 [解答] x+y+z=aより, z = a-x-y z=a-x-y>0より,x+y<a よって,x,y が満たすべき条件は, x>0,y>0, x+y <a この不等式によって表される領域をDとおく。 O a また, x'y'z=xy (a-x-y)=axy-xyxy* f(x,y)=axy-xy-x'y^ とおく。 f(x, y) はD上の連続関数で,かつ, D の境界上で値は0となり最大とはな らない。 よって, D の内部で必ず最大となる。 したがって, 最大となる点は停 留点である。 fx(x, y) =2axy-3x2y3-2xy=xy(2a-3x-2y) fy(x, y)=3ax2y2-3x3y²-4x²y3=x²y² (3a-3x-4y) fx(x, y) =0 かつ f(x, y) =0 とすると, 2a-3x-2y=0 かつ 3a-3x-4y=0 囲える 真界を含む 有界閉集合上の 連続関数は Maxとminをもつ これを解くと, x=- a 3' v=0 y a よって,最大となる点の候補は (11/27) a 3' のみであるから, f(x, y) は a (x,y) a (17.12において最大となる。 a a a6 最大値は, 3'2 432

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こちらのD>0までは分かったのですが、なぜ全ての実数aに対してD>0が成り立つ条件を考える時に図のような直線を元に考えるのでしょうか。また、ここで言う全ての実数aに対して、とは具体的にどういうことなのか分かりません。教えていただける方、よろしくお願いいたします。

Evid 53 面積 (2) xy平面上に,放物線C:y=x2-5x+6と直線l:y=kax-a-5aがある ただし, α, k は実数の定数とする. (1) すべての実数a に対して, lがCと異なる2点で交わるような定数に (2) (1)で求めた範囲にあって, Cとしで囲まれる図形の面積Sがαによら の値の範囲を求めよ. (一橋大) (解答) (1) |y=x2-5x+6 |y=kax-a²-5a ①②からyを消去して整理すると, x²-(ka+5)x+(a²+5a+6)=0 =4(k-2) (6k-13) であるから, D2<0より、 ③の判別式をDとすると, D₁ = (ka+5) ²-4 (a²2+5a+6)=(k²2—4)a²+2(5k-10)a+1 であり、「すべての実数a に対して, lがCと異なる2点で交わる条件」は, 「すべての実数a に対して, D1 > 0 が成り立つ条件」 x=α すなわち, 「すべての実数a に対して, (k²-4)a2+2(5k-10)a+1>0が成り立つ条件」 を考えればよい. ここで, f(a)=(k2-4)a2+2(5k-10)a+1 (=D1) とする. (ア)²-4<0のとき f(a) f(a) は上に凸の放物線となり、条件を満たさない。 (イ)²40 すなわちんく - 2,2くんのとき f(a) のグラフは下に凸の放物線である . f(a) のグラフが横軸と共有点をもたなければよいか ら, f(a) = 0 の判別式を D2 とすると,D2<0で あればよい, よって, -=(5k-10)²-(k²-4).1 =4(6k²-25k+26) 2<k<lo (k<-22<k を満たす) (ウ)k=2のとき C x=B f(a) = 1 であるから、すべての実数」に対して A (ア)²-4<0のとき f(a) (イ) k²4>0のとき f(α) を平方完成して, 頂点に注目して考えるこ ともできるが,平方完成の計算が大変なので、 判別式を利用した方がよい > a f(a) →0 O (ウ) k=2のとき k= f 以上よ (2) ③ C である が成り S S (1 解説 「6 挑戦し 試本番 本門 るが、 とき であ て扱 れを 文系

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