【高校数学B】12月テスト予想問題(記述式)

40問/100点満点

目安:20問正解で偏差値50レベル/21問〜30問が難問/31問〜40問が超難問/40問満点で偏差値65レベル


第1章 基礎確認【20点】

問1【2点】

確率変数Xが0,1をそれぞれ確率1/2でとるとき,E(X)を求めなさい。

問2【2点】

Xが1,2,3を等確率でとるとき,E(X)を求めなさい。

問3【2点】

Xが1を確率0.3,4を確率0.7でとるとき,E(X)を求めなさい。

問4【2点】

Xが0,2をそれぞれ確率1/4,3/4でとるとき,V(X)を求めなさい。

問5【2点】

さいころ1個の出る目Xの期待値を求めなさい。

問6【2点】

さいころ1個の出る目Xの分散を求めなさい。

問7【2点】

Xの期待値が5のとき,E(3X+2)を求めなさい。

問8【2点】

Xの分散が4のとき,V(2X-7)を求めなさい。

問9【2点】

X,Yが独立で E(X)=3,E(Y)=4 のとき,E(X+Y)を求めなさい。

問10【2点】

独立なX,Yで V(X)=2,V(Y)=5 のとき,V(X+Y)を求めなさい。


第2章 標準問題【20点】

問11【2点】

ベルヌーイ分布で成功確率p=0.2のとき,期待値を求めなさい。

問12【2点】

ベルヌーイ分布で成功確率p=0.2のとき,分散を求めなさい。

問13【2点】

Xが二項分布B(10,0.3)に従うとき,E(X)を求めなさい。

問14【2点】

Xが二項分布B(10,0.3)に従うとき,V(X)を求めなさい。

問15【2点】

Xが二項分布B(5,1/2)に従うとき,P(X=2)を求めなさい。

問16【2点】

XがB(4,1/3)に従うとき,P(X=0)を求めなさい。

問17【2点】

XがB(6,1/2)に従うとき,P(X≥5)を求めなさい。

問18【2点】

XがB(3,0.2)に従うとき,P(X=1)を求めなさい。

問19【2点】

XがB(8,0.25)に従うとき,E(X)とV(X)を求めなさい。

問20【2点】

XがB(n,p)に従うとき,期待値と分散を答えなさい。


第3章 難問【30点】

問21【3点】

Xが平均50,分散9の分布に従うとき,標準偏差を求めなさい。

問22【3点】

Zが標準正規分布に従うとき,P(Z≤0)を求めなさい。

問23【3点】

Zが標準正規分布に従い,P(0≤Z≤1.96)=0.475 とする。P(-1.96≤Z≤1.96)を求めなさい。

問24【3点】

Xが正規分布N(50,10²)に従うとき,Z=(X-50)/10 とおく。X=70に対応するZを求めなさい。

問25【3点】

XがN(100,15²)に従うとき,X=85に対応する標準化値を求めなさい。

問26【3点】

XがN(60,8²)に従う。Z=1.5に対応するXを求めなさい。

問27【3点】

確率変数Xの標準化 Z=(X-μ)/σ の期待値と分散を答えなさい。

問28【3点】

XがB(100,0.4)に従うとき,正規近似で用いる平均と分散を求めなさい。

問29【3点】

XがB(200,0.5)に従うとき,正規近似で用いる標準偏差を求めなさい。

問30【3点】

XがB(25,0.2)に従うとき,P(X=3)を式で表しなさい。


第4章 超難問【30点】

問31【3点】

X,Yが独立で E(X)=2,E(Y)=5,V(X)=1,V(Y)=4 のとき,E(2X-Y)を求めなさい。

問32【3点】

X,Yが独立で V(X)=3,V(Y)=2 のとき,V(2X-3Y)を求めなさい。

問33【3点】

Xが0,1,2を確率1/4,1/2,1/4でとるとき,E(X)を求めなさい。

問34【3点】

Xが0,1,2を確率1/4,1/2,1/4でとるとき,V(X)を求めなさい。

問35【3点】

サイコロを2回投げ,6の出た回数をXとする。Xの分布を答えなさい。

問36【3点】

サイコロを12回投げ,6の出る回数Xの期待値を求めなさい。

問37【3点】

硬貨を10回投げ,表の回数Xの分散を求めなさい。

問38【3点】

独立な確率変数X,Yについて,E(XY)をE(X),E(Y)で表しなさい。

問39【3点】

Xが平均μ,分散σ²の分布に従うとき,E((X-μ)^2)を求めなさい。

問40【3点】

XがN(0,1)に従うとき,P(Z≥0)を求めなさい。



解答・解説

第1章 基礎確認

問1

問題:確率変数Xが0,1をそれぞれ確率1/2でとるとき,E(X)を求めなさい。

解答:1/2

解説:0×1/2+1×1/2=1/2です。

問2

問題:Xが1,2,3を等確率でとるとき,E(X)を求めなさい。

解答:2

解説:(1+2+3)/3=2です。

問3

問題:Xが1を確率0.3,4を確率0.7でとるとき,E(X)を求めなさい。

解答:3.1

解説:1×0.3+4×0.7=3.1です。

問4

問題:Xが0,2をそれぞれ確率1/4,3/4でとるとき,V(X)を求めなさい。

解答:3/4

解説:E=3/2,E(X²)=3。分散は3-(3/2)^2=3/4です。

問5

問題:さいころ1個の出る目Xの期待値を求めなさい。

解答:7/2

解説:(1+2+3+4+5+6)/6=7/2です。

問6

問題:さいころ1個の出る目Xの分散を求めなさい。

解答:35/12

解説:E(X²)=91/6,E(X)=7/2より91/6-49/4=35/12です。

問7

問題:Xの期待値が5のとき,E(3X+2)を求めなさい。

解答:17

解説:期待値の線形性より3×5+2=17です。

問8

問題:Xの分散が4のとき,V(2X-7)を求めなさい。

解答:16

解説:分散は係数の2乗倍なので2²×4=16です。

問9

問題:X,Yが独立で E(X)=3,E(Y)=4 のとき,E(X+Y)を求めなさい。

解答:7

解説:期待値は常に加法性を持ちます。

問10

問題:独立なX,Yで V(X)=2,V(Y)=5 のとき,V(X+Y)を求めなさい。

解答:7

解説:独立なら分散は加えられます。

第2章 標準問題

問11

問題:ベルヌーイ分布で成功確率p=0.2のとき,期待値を求めなさい。

解答:0.2

解説:ベルヌーイ分布の期待値はpです。

問12

問題:ベルヌーイ分布で成功確率p=0.2のとき,分散を求めなさい。

解答:0.16

解説:分散はp(1-p)=0.2×0.8=0.16です。

問13

問題:Xが二項分布B(10,0.3)に従うとき,E(X)を求めなさい。

解答:3

解説:np=10×0.3=3です。

問14

問題:Xが二項分布B(10,0.3)に従うとき,V(X)を求めなさい。

解答:2.1

解説:np(1-p)=10×0.3×0.7=2.1です。

問15

問題:Xが二項分布B(5,1/2)に従うとき,P(X=2)を求めなさい。

解答:5/16

解説:5C2(1/2)^5=10/32=5/16です。

問16

問題:XがB(4,1/3)に従うとき,P(X=0)を求めなさい。

解答:16/81

解説:失敗確率2/3が4回なので(2/3)^4=16/81です。

問17

問題:XがB(6,1/2)に従うとき,P(X≥5)を求めなさい。

解答:7/64

解説:P(5)+P(6)=(6+1)/64=7/64です。

問18

問題:XがB(3,0.2)に従うとき,P(X=1)を求めなさい。

解答:0.384

解説:3C1×0.2×0.8²=0.384です。

問19

問題:XがB(8,0.25)に従うとき,E(X)とV(X)を求めなさい。

解答:E(X)=2,V(X)=1.5

解説:np=2,np(1-p)=8×0.25×0.75=1.5です。

問20

問題:XがB(n,p)に従うとき,期待値と分散を答えなさい。

解答:E(X)=np,V(X)=np(1-p)

解説:二項分布の基本公式です。

第3章 難問

問21

問題:Xが平均50,分散9の分布に従うとき,標準偏差を求めなさい。

解答:3

解説:標準偏差は分散の平方根です。

問22

問題:Zが標準正規分布に従うとき,P(Z≤0)を求めなさい。

解答:1/2

解説:標準正規分布は0を中心に対称です。

問23

問題:Zが標準正規分布に従い,P(0≤Z≤1.96)=0.475 とする。P(-1.96≤Z≤1.96)を求めなさい。

解答:0.95

解説:対称性より2×0.475=0.95です。

問24

問題:Xが正規分布N(50,10²)に従うとき,Z=(X-50)/10 とおく。X=70に対応するZを求めなさい。

解答:2

解説:(70-50)/10=2です。

問25

問題:XがN(100,15²)に従うとき,X=85に対応する標準化値を求めなさい。

解答:-1

解説:(85-100)/15=-1です。

問26

問題:XがN(60,8²)に従う。Z=1.5に対応するXを求めなさい。

解答:72

解説:X=60+1.5×8=72です。

問27

問題:確率変数Xの標準化 Z=(X-μ)/σ の期待値と分散を答えなさい。

解答:期待値0,分散1

解説:平均を引いて標準偏差で割るため,標準化後は平均0,分散1です。

問28

問題:XがB(100,0.4)に従うとき,正規近似で用いる平均と分散を求めなさい。

解答:平均40,分散24

解説:np=40,np(1-p)=24です。

問29

問題:XがB(200,0.5)に従うとき,正規近似で用いる標準偏差を求めなさい。

解答:√50

解説:分散は200×0.5×0.5=50です。

問30

問題:XがB(25,0.2)に従うとき,P(X=3)を式で表しなさい。

解答:25C3(0.2)^3(0.8)^22

解説:二項分布の確率公式を用います。

第4章 超難問

問31

問題:X,Yが独立で E(X)=2,E(Y)=5,V(X)=1,V(Y)=4 のとき,E(2X-Y)を求めなさい。

解答:-1

解説:2E(X)-E(Y)=4-5=-1です。

問32

問題:X,Yが独立で V(X)=3,V(Y)=2 のとき,V(2X-3Y)を求めなさい。

解答:30

解説:4V(X)+9V(Y)=12+18=30です。

問33

問題:Xが0,1,2を確率1/4,1/2,1/4でとるとき,E(X)を求めなさい。

解答:1

解説:0×1/4+1×1/2+2×1/4=1です。

問34

問題:Xが0,1,2を確率1/4,1/2,1/4でとるとき,V(X)を求めなさい。

解答:1/2

解説:E(X²)=0+1/2+1=3/2,E(X)=1より分散は1/2です。

問35

問題:サイコロを2回投げ,6の出た回数をXとする。Xの分布を答えなさい。

解答:B(2,1/6)

解説:各回で6が出るかどうかの独立なベルヌーイ試行2回です。

問36

問題:サイコロを12回投げ,6の出る回数Xの期待値を求めなさい。

解答:2

解説:XはB(12,1/6)なので期待値は12×1/6=2です。

問37

問題:硬貨を10回投げ,表の回数Xの分散を求めなさい。

解答:5/2

解説:XはB(10,1/2)なので分散は10×1/2×1/2=5/2です。

問38

問題:独立な確率変数X,Yについて,E(XY)をE(X),E(Y)で表しなさい。

解答:E(XY)=E(X)E(Y)

解説:独立な確率変数では積の期待値は期待値の積になります。

問39

問題:Xが平均μ,分散σ²の分布に従うとき,E((X-μ)^2)を求めなさい。

解答:σ²

解説:分散の定義そのものです。

問40

問題:XがN(0,1)に従うとき,P(Z≥0)を求めなさい。

解答:1/2

解説:標準正規分布は左右対称です。