확률과 통계확률의 뜻과 활용수능 기출킬러 문제 (22·30번 수준)

두 상자에서 뽑은 네 자리 수의 자리별 비교 확률

문제

11부터 55까지의 자연수가 적힌 55개의 공이 각각 들어 있는 두 상자 A,B\mathrm{A} , B가 있다. A,B\mathrm{A} , B에서 임의로 각각 44개의 공을 동시에 뽑아 네 자리 자연수 a,ba , b를 만든다. 이때, aabb를 서로 같은 자리의 수끼리 비교하였을 때, 어느 자리의 수도 서로 같지 않을 확률은? 49120\displaystyle \frac{49}{120}1740\displaystyle \frac{17}{40}53120\displaystyle \frac{53}{120}1124\displaystyle \frac{11}{24}1940\displaystyle \frac{19}{40}

정답 보기
53120\displaystyle \frac{53}{120}

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해설

aabb를 정하는 모든 방법의 수는 각각 5P4=120{}_{5} \mathrm{P} _{4} = 120인데 이중 aabb의 각 자리의 수를 비교하였을 때, 어느 자리의 수도 서로 같지 않는 경우는 aabb의 숫자조합이 같은 경우와 같지 않은 두 가지의 경우가 있다. 우선 a=a =12341234일 때를 살펴보자. ⅰ) aabb의 숫자조합이 같은 경우 aa11이 위치한 자리에 22가 위치한 bb는 다음과 같이 33개 이다.

aa11223344
bb22114433
334422
442233

aa11이 위치한 자리에 33, 44가 위치한 bb도 마찬가지이므로 이 경우를 만족하는 서로 다른 bb의 개수는 3×3=93 \times 3 = 9개 이다. ⅱ) aabb의 숫자조합이 다른 경우 우선 bb11이 없고 55가 포함된 경우를 살펴보자. aa11이 위치한 자리에 55가 위치한 bb는 다음과 같이 22개 이다.

aa11223344
bb55334422
442233

aa22가 위치한 자리에 55가 위치한 bb는 다음과 같이 33개 이다.

aa11223344
bb22554433
334422
442233

aa33이 위치한 자리, aa44가 위치한 자리에 55가 위치한 bb도 마찬가지로 33개 이다. 따라서 bb11이 없고 55가 포함된 경우 조건을 만족하는 bb의 개수는 2+3×3=112 + 3 \times 3 = 11이다. bb22가 없고 55가 포함된 경우, 33이 없고 55가 포함된 경우, 44가 없고 55가 포함된 경우도 모두 같으므로 이 경우를 만족하는 서로 다른 bb의 개수는 4×11=444 \times 11 = 44개 이다. ⅰ), ⅱ)에서 aa(=1234= 1234)가 결정되었을 때, 조건을 만족하는 bb의 개수는 9+44=539 + 44 = 53개 이므로 구하는 확률은 53120\displaystyle \frac{53}{120}이다.

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