「先に引いたほうが得」「最後まで残ったら当たりが減っている」——どちらも間違いです。
くじ引きは、何番目に引いても当たる確率は同じ
ただし前の人の結果を見ていないときに限ります。この条件が、混乱のもとになっています。
やってみる:5本中2本が当たり
5本のくじのうち2本が当たりです。A、B、Cの順に1本ずつ引き、引いたくじは戻しません。それぞれが当たる確率を求めなさい。
Aが当たる確率
5本中2本なので
Bが当たる確率
Aの結果で場合分けします。
| Aの結果 | Aの確率 | そのときBが当たる確率 | かけ算 |
|---|---|---|---|
| 当たり | |||
| はずれ |
2つを足します。
Aと同じ です。
Cが当たる確率
同じように場合分けすると、やはり になります。
【検算1】3人の確率を足します。
1を超えていますが、これは矛盾ではありません。「Aが当たる」と「Bが当たる」は同時に起こりうるからです ○
【検算2】5人全員が引いたとすると
当たりくじの本数2本と一致 ○ 全員の確率を足すと、必ず当たりの本数になります。
なぜ同じになるのか
説明1:全員が引ききると考える
5本のくじを5人が1本ずつ引くと、くじは全部なくなります。
2本の当たりがだれの手に渡るか——5人のうちどの人も同じ立場です。特別扱いされる人はいません。
だから、どの人も
説明2:並べ方を数える
5本のくじを1列に並べると考えます。当たり2本がどの位置に来るかの選び方は
10通り。このうち2番目が当たりになるのは、残り1本を4か所から選ぶので
4通りです。
【検算】1番目が当たりになるのも、3番目が当たりになるのも、同じく4通り。どの位置も対等です ○
ただし「結果を見た」なら変わる
Aが引いたくじが当たりだったとわかっています。このときBが当たる確率は何ですか。
残りは4本中1本が当たりなので
逆にAがはずれだったとわかっていれば、残りは4本中2本で
情報を得ると確率は変わる
「順番で変わらない」のは前の結果を知らないときの話です。ここを区別すれば混乱しません。
【検算】2つの場合をそれぞれの起こりやすさで平均すると
もとの に戻ります ○ 情報がない状態は、2つの場合の平均にあたります。
本数を変えても同じ
| くじ | 当たり | 何番目でも |
|---|---|---|
| 5本 | 2本 | |
| 10本 | 3本 | |
| 7本 | 1本 |
n本中k本なら、何番目でも です。
学校の授業では、なぜここが飛ばされやすいのか
1. 樹形図が大きくなりすぎるから
3番目・4番目の確率を樹形図で確かめようとすると、枝が急に増えます。
2番目までなら扱えますが、その先を確認する時間が取りにくい。結果として「同じらしい」で終わりやすいのです。
2. 「同様に確からしい」の視点が説明されにくいから
この問題の本質は「引く前の時点で見れば、5人は対等」という点です。
ところが「同様に確からしい」はさいころやコインで導入されます。人の立場が対等という使い方まで踏み込む場面が少ないのです。
3. 条件付き確率が高校の内容だから
「前の結果を知ったら変わる」——これは条件付き確率です。数Aで扱う内容にあたります。
中学2年の配当では踏み込めないため、「知っている場合」と「知らない場合」の区別があいまいなまま残りやすいのです。
【検算】3つの方法
1. 場合分けして足し合わせる
最も確実です。
【検算】 ○
2. 全員分を足して、当たりの本数になるか
強力な検算です。
【検算】 ○ 当たり2本と一致
3. 並べ方を数え直す
【検算】10通り中4通りで ○
よくあるミス
ミス1:後のほうが不利だと思う
変わりません。
ミス2:前の結果を勝手に決めてしまう
両方の場合を考えます。
ミス3:確率の和が1を超えて焦る
同時に起こりうるので問題ありません。
ミス4:引いたくじを戻すかどうかを読み落とす
戻すなら独立、戻さないなら本数が減ります。
ミス5:情報がある場合と混同する
見たかどうかで区別します。
ミス6:分母を減らし忘れる
2人目は4本中です。
練習問題
- 5本中2本が当たりのとき、Aが当たる確率を求めなさい。
- Bが当たる確率を、場合分けして求めなさい。
- 5人全員の確率を足すといくつになるか求めなさい。
- 並べ方を数える方法で、2番目が当たりになる確率を求めなさい。
- Aが当たりだったとわかっているとき、Bが当たる確率を求めなさい。
- Aがはずれだったとわかっているとき、Bが当たる確率を求めなさい。
- 10本中3本のとき、5番目の人が当たる確率を求めなさい。
解答
- 2(当たりの本数)
まとめ
- くじ引きは何番目でも確率は同じ
- n本中k本ならどの順番でも
- 理由は引く前の時点で全員が対等だから
- 前の結果を知ると変わる(条件付き確率)
- 全員分を足すと当たりの本数になる
- 検算は場合分けの和/全員分の合計/並べ方
この問題が面白いのは、直感と計算がずれるところです。「先に引いたほうが有利そう」という感覚は自然ですが、計算すると等しい。直感が外れる場面こそ、確率を学ぶ価値がある場面です。じゃんけんの順番や席替えのくじで迷ったら、この結果を思い出してください。
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