さいころ 個を 回連続して投げ, 回目に出た目を , 回目に出た目を , 回目に出た目を とする。このとき, のなかで最大の数を とおき, とおく。
(1) であって, が整数である確率を求めよ。
(2) であって, が整数である確率を求めよ。
(3) が偶数であったとき, が整数である条件つき確率を求めよ。
とおきます。分子は 、分母は ですから、 です。
の 乗が 乗に約されて、ずいぶん簡単な形になりました。これが整数になるのは が の約数のとき、つまり と です。
では 、 では です。 ではそれぞれ で、どれも整数ではありません。
目の出方は全部で 通りです。あてはまるのは と の 通りですから、確率は です。
とは、 つのうち少なくとも つが で、残りが 以下ということです。残る つを , (ともに 以上 以下)とおくと、 となります。
が整数なら です。右辺は の倍数ですから、左辺は でも でも割り切れます。
が で割り切れるなら、 が素数なので が の倍数です。 が の倍数ですから も の倍数になります。同じように が偶数なら も偶数で、 も偶数です。
は の倍数でも偶数でもあるので、 の倍数です。 ですから、 は か しかありません。順序を考えずに数えると、 と の組は , , , の 通りだけになりました。
のとき で、 ですから です。 が の約数でなければなりません。
をみたす組は , , で、 はそれぞれ , , です。この つのうち の約数になっているのは だけですから、残るのは で、そのとき です。
のとき しかありません。 で、整数ではありません。
よって かつ が整数になるのは の場合だけです。 つとも異なるので並べ方は 通り、確率は です。
まず分母です。 となる出方は 通りですから、 となるのは 通りです。 でそれぞれ , , 通りで、合わせて 通りです。
のときは ()です。 ですから、 は偶数かつ の倍数、つまり が の倍数です。 なので は か です。
は で、 となり整数です。 は で、 で整数ではありません。 の並べ方は 通りです。
のときは ()で、同じ理由から が の倍数、つまり です。 で整数ではありません。あてはまるのは 通りなので、条件つき確率は です。