大数の法則(相対度数の確率)(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 大数の法則(相対度数の確率)(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
1 個のさいころを $n$ 回投げるとき,1 の目が出る相対度数を $R$ とする.次の各場合について,$\left|R-\dfrac{1}{6}\right|\leqq\dfrac{1}{30}$ となる確率を正規分布で近似して求めよ.ただし,$P(0\leqq Z\leqq 2)=0.4772$ とし,(2) では $P(0\leqq Z\leqq 6)$ を $0.5$ とみなしてよい.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $n=500$
\item[(2)] $n=4500$
\end{enumerate}
$n=500,\ 4500$ はどちらも大きいから,$R$ は近似的に正規分布 $N\left(\dfrac{1}{6},\ \dfrac{1}{n}\cdot\dfrac{1}{6}\cdot\dfrac{5}{6}\right)$ に従い,$\sigma(R)=\sqrt{\dfrac{5}{36n}}$ である.また,$Z=\dfrac{R-\frac{1}{6}}{\sigma(R)}$ とおくと,$Z$ は近似的に $N(0,\ 1)$ に従う.
(1) $n=500$ のとき $\sigma(R)=\sqrt{\dfrac{5}{18000}}=\dfrac{1}{60}$.$\dfrac{1}{30}=2\sigma(R)$ であるから,与えられた値より
\[ P\left(\left|R-\frac{1}{6}\right|\leqq\frac{1}{30}\right)=P(|Z|\leqq 2)=2\times 0.4772=0.9544 \]
(2) $n=4500$ のとき $\sigma(R)=\sqrt{\dfrac{5}{162000}}=\dfrac{1}{180}$.$\dfrac{1}{30}=6\sigma(R)$ であるから
\[ P\left(\left|R-\frac{1}{6}\right|\leqq\frac{1}{30}\right)=P(|Z|\leqq 6)\fallingdotseq 1 \]
このように,$n$ を大きくすると相対度数 $R$ は確率 $\dfrac{1}{6}$ に近い値をとる確率が $1$ に近づく(大数の法則).
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