n回中 r回起こる確率を最大にする r(B)
★★★★☆☆☆(地方国立・MARCH) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: n回中 r回起こる確率を最大にする r(A) (★★★★☆☆☆(地方国立・MARCH))
問題
赤玉 2 個と白玉 3 個が入った袋から 1 個取り出して色を調べ,もとに戻すことを 10 回くり返す.赤玉がちょうど $k$ 回出る確率を $p_k$ とするとき,$p_k$ が最大となる $k$ の値を求めよ.
$p_k={}_{10}\mathrm{C}_k\left(\dfrac{2}{5}\right)^k\left(\dfrac{3}{5}\right)^{10-k}$ であるから,$k=0,1,\cdots,9$ に対して
\[ \frac{p_{k+1}}{p_k}=\frac{10-k}{k+1}\cdot\frac{2}{3}=\frac{2(10-k)}{3(k+1)} \]
$\dfrac{p_{k+1}}{p_k}>1$ となるのは,$20-2k>3k+3$ すなわち $k<\dfrac{17}{5}=3.4$ のときである.
$\dfrac{p_{k+1}}{p_k}<1$ となるのは,$k>\dfrac{17}{5}$ のときである.
よって $k=0,1,2,3$ のとき $p_k<p_{k+1}$,$k\geqq 4$ のとき $p_k>p_{k+1}$ であるから
\[ p_0<p_1<p_2<p_3<p_4>p_5>\cdots>p_{10} \]
したがって $p_k$ が最大となるのは $k=4$
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