확률과 통계확률의 뜻과 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

정육면체 위 동점

문제

한 모서리의 길이가 11인 정육면체 ABCD\mathrm{ABCD} - EFGH\mathrm{EFGH} 위에 동점 P\mathrm{P}가 있다. 점 P\mathrm{P}는 한 번 이동할 때마다 한 꼭짓점에서 그 꼭짓점과 이웃한 세 꼭짓점 중 임의의 한 점으로 이동한다. 예를 들어 점 P\mathrm{P}가 점 A\mathrm{A}에서 이동할 때는 세 점 B\mathrm{B}, D\mathrm{D}, E\mathrm{E} 중 한 점으로 이동하고, 이 세 꼭짓점으로 이동할 확률은 각각 13\displaystyle \frac{1}{3}이다. 이와 같은 방법으로 점 P\mathrm{P}가 점 A\mathrm{A}에서 출발하여 세 번 이동할 때, 두 점 A\mathrm{A}, P\mathrm{P} 사이의 거리가 11일 확률은? [4점] 79\displaystyle \frac{7}{9}2227\displaystyle \frac{22}{27}2327\displaystyle \frac{23}{27}89\displaystyle \frac{8}{9}2527\displaystyle \frac{25}{27}

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해설

P\mathrm{P}가 세 번 이동할 때 두 점 A\mathrm{A}, P\mathrm{P} 사이의 거리는 11 또는 3\displaystyle \sqrt{3}이다. 점 P\mathrm{P}가 세 번 이동하는 방법의 수는 33=273 ^{3} = 27(가지) 이때, 두 점 A\mathrm{A}, P\mathrm{P} 사이의 거리가 3\displaystyle \sqrt{3}인 방법의 수는 3×2×1=63 \times 2 \times 1 = 6(가지) 따라서 구하는 확률은 1627=79\displaystyle 1 - \frac{6}{27} = \frac{7}{9}이다.

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