7月12日のブログから、
問題:JISサイコロ2個振ったとき出るぞろ目の確率と各目の出る確率が違う
サイドタサイコロ2個振ったとき出るぞろ目の確率を比べたとき、ぞろ目が
出る確率はどちらのサイコロの方が大きいでしょうか?
解答:サイドタのサイコロの方がぞろ目が出る確率は高い。
不思議ですよね!!
この解説です(遅くなりました)。
まず、
・JISサイコロの各目の出る確率は
a1+a2+a3+a4+a5+a6=1
a1=a2=・・・・・・・=a6=1/6
・サイドタサイコロの各目の出る確率は
b1+b2+b3+b4+b5+b6=1 とおきます。
すると、
・JISサイコロのぞろ目の出る確率は
P=a1^2+a2^2+・・・・a6^2=1/6
・サイドタサイコロのぞろ目の出る確率は
Q=b1^2+b2^2;・・・・・・・b6^2
ここで
コーシーシュワルツの不等式を用いる
(a1^2+a2^2+・・・・a6^2)(b1^2+b2^2・・・・・・b6^2)
>=(a1b1+a2b2+・・・・・a6b6)^2
<今回は等号にはならない>
・ゆえに
P・Q>(a1b1+a2b2+・・・・・+a6b6)^2
P・Q>(1/6)^2・(b1+b2+・・・・b6)^2
P・Q>(1/6)^2
Q>(1/6)^2÷P
Q>1/6
証明終わり■
数学を大学で教えている先生の友達から
コーシーシュワルツの不等式を思いつかいない人は
次の恒等式を利用するといいと、。さすがにプロですね。
(b1^2+…+b6^2)
=(b1-a1)^2+…+(b1-a6)^2
+2(a1b1+…+a6b6)-(a1^2+…+a6^2)
これは
左辺=Q、
右辺=(b1-a1)^2+…+(b1-a6)^2+2・1/6・1-1/6
=(b1-a1)^2+…+(b1-a6)^2+1/6
>1/6
証明終わり■