平成12年2月12日
[流れ星]第45回
数学的な応募問題<解答募集期間:2月6日〜2月20日>
[野球の貯金]
太郎さんは、大の巨人ファンであることはもう皆さん!ご存じでしょう。
昨年セ・リーグを制した中日ドラゴンズはシーズン135試合を通して、常に、勝ち星が負け星を上まわっていました。
いわゆる貯金があったのです。さて、今年ジャイアンツが(a+b)試合戦って、勝ち数がaで、負け数がbであったとします。
そして、この(a+b)試合中、常に貯金の状態(勝ち星が負け星を上まわっていて、勝ち負けが同数は除く)で勝敗の推移の仕方の確率を求めたくなりました。すなわち、a>bである。ここで、問題です。
問題1:a=3,b=2で終わる確率を求めてください。
問題2:a=4,b=2で終わる確率を求めてください。
問題3:常に貯金の状態、勝ち数がaで、負け数がbで終わる確率を求めてください。
問題4:一般の場合から、今年ジャイアンツが、a=77,b=58で終わる確率を求めてください。
太郎さんは、早速、問題1,問題2で、実際に勝ち負けを書いてみてようと思っています。
No1<清川(kiyo)>さんからの解答 2/10 21:13受信 2/12更新
数学的ではないのですが、小さい数で規則性を見つけて一般式を推理しました。
解答:パスカルの三角形が関係していると思います。
n=a-b とする。
a>b=1 n 通り
a>b=2 n(n+3)/2 通り
a>b=3 n(n+5)(n+4)/6 通り
a>b=4 n(n+7)(n+6)(n+5)/24 通り
以上のことから、以下のことが推理されます。
(a-b)/b×C(a+b-1,b-1)
全体の場合の数を2^(a+b)=2^135とすると求める確率は、
a=77,b=58 約 0.0025474835 となると思います。
ヒントを見て、(a-b)/bの意味が理解出来ました。
<水の流れ> 2/10 22:49 発信
☆☆ 清川 育男 様 ☆☆ いつもご応募くださいまして、ありがとうございます。
私の考えとちょっとずれがあるようです。
座標平面上の点(b、a)原点(0,0)との最短経路の道順を考えてください。
ただし、直線y=xの上側(境界線含まず)の経路が常に、貯金のある勝敗経路です。
この点カタラン数とよく似ています。
実際に、この適した経路は
a=3,b=2 のとき、
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(0,3)→(1,3)→(2,3)
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(1,2)→(1,3)→(2,3)
の2通り。
a=4,b=2 のとき
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(0,3)→(0,4)→(1,4)→(2,4)
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(0,3)→(1,3)→(1,4)→(2,4)
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(0,3)→(1,3)→(2,3)→(2,4)
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(1,2)→(1,3)→(1,4)→(2,4)
(0,0)→(0,1)→(0,2)→(1,2)→(1,3)→(2,3)→(2,4)
以上の5通り あります。当然、点(b、a)原点(0,0)との最短経路の道順は、C(a+b、b) ですが。
No2<清川(kiyo)>さんからの解答 2/11 19:45受信 2/12更新
前回送りました推定式は間違っているのでしょうか。
Pascal semi-triangle
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1 |
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572 |
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429 |
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65 |
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429 |
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1001 |
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1001 |
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273 |
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2002 |
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350 |
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1430 |
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3640 |
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2548 |
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1260 |
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440 |
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104 |
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15 |
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1 |
右斜め下方につながって場合の数が現れると思います。
左端はカタラン数が現れます。
<水の流れ> 2/11 21:39分 発信 2/12 更新
いつも、こちらこそ お世話になっています。
わあー! 凄い!お見事です。私が浅はかでした。あっています。
お気を悪くなさらないでください。ごめんなさい。
Pascal semi-triangle
の中の数字を見ながら、理解しています。有り難うございます。早速、「私の一日」2/11の文を修正します。
ネーミングも素晴らしいです。お借りします。
尚、左端のカタラン数とは、1,2,5,14,42,132,429,1430,・・・のことです。
座標平面上の点(b、a)原点(0,0)との最短経路の道順を考えて、直線y=xの上側(境界線含まず)の経路が常に、貯金のある勝敗経路です。この経路の総数をK(a,b)とくと、次のような漸化式が成り立ちます。
K(a,b)=K(a―1,b)+K(a,b―1)で、
境界については、K(0,0)=1、K(a,a)=1 a>0 にします。
K(a,b)=(a−b)/(a+b)×C(a+b、b) で「清川(kiyo)」さんと同じになります。
問題3:常に貯金の状態、勝ち数がaで、負け数がbで終わる確率を求めてください。
この確率は勝敗の起こり方の中で、常に貯金の状態である経路を考えますので、(a−b)/(a+b)になりますが・・・
問題4:一般の場合から、今年ジャイアンツが、a=77,b=58で終わる確率を求めてください。
したがって、(77−58)/135=0.14074・・・
「清川(kiyo)」さんの頭脳にはいつも驚かされています。尊敬し、賞讃します。今後とも、よろしく ご指導ください。
No3<sambaGREEN>さんからの質問 2/13 1:40受信 2/13更新
「野球の貯金」の問3,問4の「水の流れ」さんの解答と「kiyo」さんの解答が違うように思えるのですが,
どうなんでしょう?私も「kiyo」さんと同じように考えていましたが・・(ただ,私には一般式が出せなかった,爆)
設問の捉え方がちがうのでしょうか?
また,設問で思いだしましたが,「勝ち負けの確率は1/2とする」というような一文が必要だったのではと思います。
<水の流れ>「sambaGREEN」さんからの質問の回答 2/13 記入 2/13 更新
問3は、最初、「kiyo」の式を浅学のあまり、理解できなかったのですが、Pascal semi-triangle の表を見ていたら、同じ数列になっていましたので、納得しましたが・・・、問4は、例えば、5試合行って、常に預金を保ちつつ、3勝2敗にで終わる確率を求めとします。このとき、○○○××、○○×○×の2通りの起こり方があります。で、3勝2敗で終わる場合は、C(5,3)=10通りあって、常に預金を保っている場合の確率は、2/10=0.2のつもりで作問しました。だから、全事象を2^5=32とならないように、勝ち負けの確率を1/2とするただし書きを書きませんでした。
この違いです。出題してからも、この考え方になる恐れは心配していました。シーズンが77勝58敗で終わったとき、常に預金を保っている勝敗の起こり方の確率を求めよ。としたほうがよかったかもしれません。この点は出題者の難しい問題作りになってきます。いずれにしても、考え方に混乱をさせたことをお許しください。
<自宅>
mizuryu@aqua.ocn.ne.jp最初のページへもどる