【質問】数学(確率):カードを取り出してn桁の数字を作る問題

〔質問〕
問)1~5までの数字が書かれたカードが1枚ずつある。(著作権の関係で中略)左から並べてできるn桁の整数をN(ただし、10進法で考えるとする)とする。
(1)Nが5で割り切れる確率を求めよ。
(2)Nが4で割り切れる確率を求めよ。
(3)Nが3で割り切れる確率を求めよ。
 
確率が苦手でどうやればいいかわかりません。
教えて下さい。
よろしくお願い致します。
〔回答〕
まずは、それぞれについて「どういう状況であればいいのか」を噛み砕いて考えてみてください。
 
(1)の「5の倍数かどうか」というのは、下1桁のみで判断することができます。具体的には1の位が「0」または「5」であれば、その数は5の倍数になります。
ですので、今回の問題に関しては、1回目からn-1回目までは、どんなカードが出てもよくて(確率としては、その都度 5/5)、最後の1回に「5」が出ればいい、ということです。
 
(2)の「4の倍数かどうか」というのは、下2桁で判断することができます。具体的には下2桁が4の倍数であれば、その数は全体でも4の倍数になります。
今回の問題に関しては、1回目からn-2回目までは、どんなカードが出てもよくて(確率としては、その都度 5/5)、最後の2回で「00」や「24」などといったような出方が(5×5の25通りに対して)何通りあるかということを考えてください
 
 
(3)について、「nのときの確率」という問題で直接的に求まらない時は、確率漸化式を検討してください。
つまり、N が 3の倍数となる確率を Pn としたときに、もう1回試行を増やした時の Pn+1 というのを Pn を用いて表して、そこから先は数列の漸化式として解く、というものです。
(※ 数Bの数列の知識が必要ですので、まだ習っていなければご連絡ください)
 
まず、3の倍数というのは、位の数字を単純に足したときに3の倍数になっていればいいので、(N+1) という数が 3の倍数になるためには、
① 1~n の合計が「3の倍数」で、次に「3」が出る
② 1~n の合計が「3の倍数+1」で、次に「2, 5」が出る
③ 1~n の合計が「3の倍数+2」で、次に「1, 4」が出る
のいずれかです。
 
というわけで、Pn+1 という確率はこの3つの合計なわけですが、
① は、もともと N が3の倍数であったわけですから(← Pn)、確率としては Pn×(1/5)
② と ③ は、ひっくるめて、ともに N が3の倍数でなかったわけですから(← 1-Pn)、確率としては (1-Pn)×(2/5) となり、
よって、Pn+1=Pn×(1/5)+(1-Pn)×(2/5) という漸化式が立てられます。
 
一方、初項(P1)については、1回目で3の倍数になるケースですので、カードとしては「3」が出る時で、確率としては P1=1/5
 
ここから数列の問題として、確率 Pn を求めてください。

 

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