2008年9月30日

1日に2回サイコロが振れる60ますの双六

dentaku001.png gendama.mht(右クリックして,新しいウインドウで開いて下さい。エクセルの表です。)

 息子の塾のテストで,サイコロを振ったときの場合の数が出たらしいのだが,先生の説明は,息子のクラスの実力を勘案して,「こんな問題は飛ばしてしまうこと」だったらしい。
 
 息子はそろばんをやっていて,大きな数にはあまりアレルギーがないようなので,一緒に考えることにした。
 
 で,問題も身近なものから・・・
 
 問題
 1日に2回サイコロが振れる60ますの双六がある。
 7日間であがれる確率はいくらか。
 (これは,実際にあるげん玉という懸賞のHPのゲーム。実は,1度しか上がったことがない)
 
 
 解き方はいろいろあって,私が考えついた最も簡単そうなのは,正規分布しているグラフから60以上の部分の面積を出してしまうもの。
 でも,それでは息子にはわからないので,地道に場合の数を出すことにする。
 
 まず,分母。
 サイコロは14回振れるから,1回振るごとに6通りの場合があるので,全部で6^14通り=78,364,164,096通り=783億6416万4096通りだ。
 自宅の電卓は12桁あって,ここまでは何とか計算できる。
 
 さて,問題は,この中に出た目の合計が60以上となる組み合わせがいくつあるのか,どうやって数え上げるか,ということになる。
 
 ●まず1回目
 出た目の数の合計の場合の数は,当然すべて1になる。
 
 ●次に2回目
 出た目の数の合計が,1になることはない。
 出た目のが図の合計が2になるのは,(1,1)の1通り
 出た目のが図の合計が3になるのは,(1,2)(2,1)の2通り
 出た目のが図の合計が4になるのは,(1,3)(3,1)(2,2)の3通り
 出た目のが図の合計が5になるのは,(1,4)(2,3)(3,2)(4,1)の4通り
 
              (中略)
              
 出た目のが図の合計が12になるのは,(6,6)の1通り
 
 ここまでが,表の回数2までの部分になる。
 
 さて,制限時間内で問題を解こうとすれば,ここまでの数列で,規則性を発見しなければ間に合わないだろう。
 これは小学生には難しい。(私にも)
 
 ●で,3回目をやってみる。
 出た目の数の合計が,2になることはない。
 出た目のが図の合計が3になるのは,(1,1,1)の1通り
 出た目のが図の合計が4になるのは,(1,2,1)(2,1,1)(1,1,2)の3通り
 出た目のが図の合計が5になるのは,(1,3,1)(3,1,1)(2,2,1)(1,1,3)(1,2,2)(2,1,2)6の通り
 出た目のが図の合計が6になるのは,(1,4,1)(1,3,2)(1,2,2)(2,3,1)(2,2,1)(3,2,1)(3,1,2)(4,1,1)(1,1,4)(2,1,3)の10通り
 
              (中略)
              
 出た目のが図の合計が18になるのは,(6,6,6)の1通り
 
 ここまでで規則性が発見できるだろうか。
 3回目までやってしまうと,おそらく1時間はかかってしまうだろう。
 
 ●答え
 たとえば3回振って出た目の合計が8になる場合の数21は,2回振った場合の2?7間での場合の数の合計になっている。
 3回振って出た目の合計が10になる場合の数27は,2回振った場合の4?9間での場合の数の合計になっている。
 この規則に従ってエクセルで作ったものが,右の表である。
 これによると,14回サイコロを振って出た目の数の合計が60以上になる場合は,3,934,198,761通り=39億3419万8761通りあることになる。
 従って,その確率は,3,934,198,761÷78,364,164,096=0.050204≒5%となる。
 
 まあ,実際の問題は,これほど壮烈なものではないのですが,話は派手な方が理解しやすいので,息子とわいわい,エクセルの前で,ああでもない,こうでもない,の1時間でした。
 
(余談)
 市販の電卓は,そのほとんどが12桁で,14桁のものは1機種しか見あたらなかったのですが,そろそろ国債と地方債の残高が1000兆円台に突入・・・
 財務省の方々,大丈夫でしょうか・・・(1円単位では計算しないのかな・・・)