大阪大学理系 2026 年・第 5 問

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。

なら

とおきます。分子は 、分母は ですから、 です。

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 の約数のとき、つまり 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 通りですから、確率は です。

では の倍数に絞られる

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。

で割り切れるなら、 が素数なので の倍数です。 の倍数ですから 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。

の倍数でも偶数でもあるので、 の倍数です。 ですから、 しかありません。順序を考えずに数えると、 の組は , , , 通りだけになりました。

残った 通りを調べる

のとき で、 ですから です。 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。

が偶数のときを同じやり方で

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 の倍数です。 なので です。

で、 となり整数です。 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 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。

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