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03

내신 우수 문항

기출

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

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17

본문 32~35쪽

01

1부터 10까지의 자연수가 하나씩 적힌 10장의 카드 중에서 한 장 의 카드를 뽑는 시행에서 표본공간을 S라 하면

S={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

사건 A는 뽑힌 카드에 적힌 수가 짝수인 사건이므로 A={2, 4, 6, 8, 10}

AC={1, 3, 5, 7, 9}

사건 B는 뽑힌 카드에 적힌 수가 12의 약수인 사건이므로 B={1, 2, 3, 4, 6}

따라서

AC;B={1, 3, 5, 7, 9};{1, 2, 3, 4, 6}={1, 3}

이므로 사건 AC;B의 모든 원소의 곱은 1_3=3

 ①

02

두 사건 A, B가 서로 배반사건이므로 P(A;B)=0이고 P(A'B)=P(A)+P(B)

그러므로

P(A)+P(B)=;4#; yy ㉠

P(A)+2P(B)=1 yy ㉡

㉡-㉠에서 P(B)=;4!;

이 값을 ㉠에 대입하면

P(A)=;4#;-P(B)=;4#;-;4!;=;2!;

따라서

P(A)P(B)=;2!;_;4!;=;8!;

 ①

다른풀이 두 사건 A, B가 서로 배반사건이므로 P(A;B)=0이고 P(A'B)=P(A)+P(B)={P(A)+2P(B)}-P(B) 에서

;4#;=1-P(B) P(B)=1-;4#;=;4!;

이 값을 P(A)+2P(B)=1에 대입하면 P(A)=1-2P(B)=1-2_;4!;=;2!;

따라서

P(A)P(B)=;2!;_;4!;=;8!;

03

한 개의 주사위를 던지는 시행에서 표본공간을 S라 하면 S={1, 2, 3, 4, 5, 6}

6의 약수의 눈의 수가 나오는 사건인 A는 A={1, 2, 3, 6}

이므로 AC={4, 5}

한편 n 이하인 눈의 수가 나오는 사건인 BÇ은 BÇ={1, 2, 3, y, n} (n=1, 2, 3, 4, 5, 6)

이때 두 사건 AC, BÇ이 서로 배반사건이려면 AC;BÇ=∅이어야 하므 로 가능한 6 이하의 자연수 n의 값은 1, 2, 3이다.

따라서 모든 n의 값의 곱은 1_2_3=6

 ②

04

두 개의 주사위 A, B를 동시에 던지는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는 곱의 법칙에 의하여

6_6=36

a+b+ab의 값이 짝수인 사건을 E라 하자.

a+b+ab의 값은 a, b의 값에 따라 다음과 같이 짝수인지 홀수인지 판단 할 수 있다.

a b ab a+b+ab

홀수 홀수 홀수 홀수

홀수 짝수 짝수 홀수

짝수 홀수 짝수 홀수

짝수 짝수 짝수 짝수

그러므로 a, b의 값이 모두 짝수일 때만 a+b+ab의 값도 짝수이다.

한 개의 주사위를 던질 때 나올 수 있는 짝수인 눈의 수는 2, 4, 6으로 3 가지이므로 사건 E가 일어나는 경우의 수는 곱의 법칙에 의하여 3_3=9

따라서 구하는 확률은 P(E)=;3Å»6;=;4!;

 ②

05

집합 X={1, 2, 3, 4, 5}에서 X로의 일대일대응인 함수 중 하나 를 택하는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

5!=120

이때 택한 한 함수 f(x)가 주어진 조건을 만족시키는 사건을 A라 하자.

해 34-57 올림포스(고난도)_확통_03강-삼2.indd 34 2019-02-15 오후 1:39:36

정답과 풀이

35

함수 f(x)는 일대일대응이고 두 조건 (가), (나)에서 f(1), f(2), f(3),

f(4), f(5)의 값 중 f(3)이 가장 큰 수이므로 f(3)=5

f(1)< f(2)와 f(5)< f(4)를 만족시키는 f(1), f(2), f(4), f(5)의 값을 정하는 경우의 수는 집합 X의 네 원소 1, 2, 3, 4 중에서 서로 다 른 두 원소를 뽑아 두 원소 중 작은 수를 f(1), 큰 수를 f(2)로 정하고, 남은 두 원소 중 작은 수를 f(5), 큰 수를 f(4)로 정하면 되므로

¢Cª=4_3 2_1 =6 따라서 구하는 확률은 P(A)=;12^0;=;2Á0;

 ②

06

A, B, C 세 명이 각각 주사위를 1개씩 동시에 던지는 시행에서 일 어날 수 있는 모든 경우의 수는

6_6_6=216

세 주사위의 눈의 수 중 같은 눈의 수가 나온 주사위의 개수가 2인 사건 을 E라 하자.

A, B, C 세 명 중 같은 눈의 수가 나오는 2명을 택하는 경우의 수는

£Cª=£CÁ=3

이 각각에 대하여 같은 눈의 수와 나머지 하나의 다른 눈의 수를 정하는 경우의 수는 1, 2, 3, 4, 5, 6의 여섯 개의 숫자에 서로 다른 두 개의 숫 자를 택하는 순열의 수와 같으므로

¤Pª=6_5=30

그러므로 사건 E가 일어나는 경우의 수는 곱의 법칙에 의하여 3_30=90

따라서 구하는 확률은 P(E)=;2»1¼6;=;1°2;

 ③

07

6명의 학생이 일렬로 놓인 6개의 의자에 앉는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

6!

첫 번째 자리와 여섯 번째 자리를 제외한 의자에 P, Q가 앉는 사건을 A 라 하자.

P, Q가 첫 번째 의자와 여섯 번째 의자를 제외한 네 의자 중 두 의자에 앉는 경우의 수는

¢Pª=4_3=12

이 각각에 대하여 P, Q가 앉고 남은 네 의자에 P, Q를 제외한 4명의 학 생이 앉는 경우의 수는 4!

그러므로 사건 A가 일어나는 경우의 수는 곱의 법칙에 의하여 12_4!

따라서 구하는 확률은

P(A)= 12_4!6! = 25

 ②

08

다섯 장의 카드에서 차례로 두 장의 카드를 꺼내는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

°Pª=5_4=20

꺼낸 두 장의 카드에 적힌 수의 곱이 실수인 사건을 A라 하자.

꺼낸 두 장의 카드에 적힌 수의 곱을 표로 나타내면 다음과 같고, 실수인 경우는 12가지이다.

_ 0 1 -1 i -i

0 0 0 0 0

1 0 -1 i -i

-1 0 -1 -i i

i 0 i -i 1

-i 0 -i i 1

따라서 구하는 확률은 P(A)=;2!0@;=;5#;

 ③

09

한 개의 주사위를 세 번 던지는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경 우의 수는

¤P£=6Ü`=216

나온 세 눈의 수 중 최솟값이 4인 사건을 A라 하면 사건 A가 일어나는 경우의 수는 나온 세 눈의 수가 각각 4 또는 5 또는 6 중 하나의 값을 갖 는 경우의 수에서 나온 세 눈의 수가 각각 5 또는 6 중 하나의 값을 갖는 경우의 수를 뺀 것과 같으므로

£P£-ªP£=3Ü`-2Ü`=27-8=19 따라서 사건 A가 일어날 확률은 P(A)= 19216

 ⑤

다른풀이 사건 A가 일어나는 경우의 수를 다음과 같이 구할 수도 있다.

Ú 세 눈의 수 중 4가 한 번 나오는 경우

4는 첫 번째, 두 번째, 세 번째 중 한 번 나오므로 그 경우의 수는

£CÁ=3

이 각각에 대하여 나머지 두 번의 눈의 수는 각각 5 또는 6 중 하나이 므로 그 경우의 수는 2Û`=4

그러므로 이 경우의 수는 3_4=12 Û 세 눈의 수 중 4가 두 번 나오는 경우

4는 첫 번째, 두 번째, 세 번째 중 두 번 나오므로 그 경우의 수는

£Cª=£CÁ=3

이 각각에 대하여 나머지 한 번의 눈의 수는 5 또는 6 중 하나이므로

올림포스 고난도•확률과 통계

정답과 풀이

37

세 눈의 수가 1, 1, 6인 경우의 수는 3!2! =3

세 눈의 수가 1, 2, 3인 경우의 수는 3!=6

그러므로 세 눈의 수의 곱이 6인 경우의 수는 3+6=9이고 사건 B 가 일어날 확률은

P(B)=;21(6;

이때 세 눈의 수의 합과 곱이 모두 6인 사건, 즉 A;B는 세 눈의 수가 1, 2, 3인 경우이므로 사건 A;B가 일어날 확률은 P(A;B)=;21^6;

따라서 구하는 확률은

P(A'B)=P(A)+P(B)-P(A;B)

=;2Á1¼6;+;21(6;-;21^6;=;2Á1£6;

 ②

14

집합

X ={x|x는 100 이하의 짝수인 자연수}

={2, 4, 6, y, 100}

에서 n(X)=50이므로 집합 X의 한 원소를 택하는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는 °¼CÁ=50

택한 원소 a에 대하여 x에 대한 이차방정식 (3x-a)(5x-2a)=0이 정수인 해를 갖는 사건을 A라 하자.

(3x-a)(5x-2a)=0에서 x=;3A; 또는 x=:ª5:

이므로 정수인 해를 가지려면 a가 3의 배수 또는 5의 배수이어야 한다.

집합 X의 원소 중 한 원소를 택할 때, 택한 원소가 3의 배수인 사건을 B라 하고, 택한 원소가 5의 배수인 사건을 C라 하면 사건 B;C는 택 한 원소가 15의 배수인 사건이다.

100 이하의 짝수 중 3의 배수, 즉 100 이하의 자연수 중 6의 배수의 개 수는 16이므로 사건 B가 일어날 확률은

P(B)=;5!0^;

또 100 이하의 짝수 중 5의 배수, 즉 100 이하의 자연수 중 10의 배수의 개수는 10이므로 사건 C가 일어날 확률은

P(C)=;5!0);

이때 100 이하의 짝수 중 15의 배수, 즉 100 이하의 자연수 중 30의 배수 의 개수는 3이므로 사건 B;C가 일어날 확률은

P(B;C)=;5£0;

따라서 구하는 확률은 P(A)

=P(B'C)

=P(B)+P(C)-P(B;C)

=;5!0^;+;5!0);-;5£0;=;5@0#;

 ③

15

1부터 15까지의 자연수 중 서로 다른 세 수를 동시에 택하는 시행 에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

Á°C£= 15_14_133_2_1 =455

택한 세 수의 합이 짝수인 사건을 A라 하자.

택한 세 수가 각각 홀수인지 짝수인지에 따라 합은 다음 표와 같다.

세 수 합

홀수 홀수 홀수 홀수

홀수 홀수 짝수 짝수

홀수 짝수 짝수 홀수

짝수 짝수 짝수 짝수

이때 세 수가 홀수, 홀수, 짝수인 사건을 B, 세 수가 짝수, 짝수, 짝수인 사건을 C라 하면

P(A)=P(B'C)

1부터 15까지의 자연수 중 홀수의 개수는 8, 짝수의 개수는 7이고, 사건 B가 일어날 확률은 홀수 중 2개, 짝수 중 1개를 택할 확률이므로

P(B)= ¥Cª_¦CÁ 455 =

8_72_1 _7 455 =28

65

사건 C가 일어날 확률은 짝수 중 3개를 택할 확률이므로

P(C)= ¦C£

455 =

7_6_5 3_2_1

455 = 5 65

이때 두 사건 B, C는 서로 배반사건이므로 구하는 확률은 P(A)=P(B'C)

=P(B)+P(C)

=;6@5*;+;6°5;=;6#5#;

 ④

16

흰 공 4개와 검은 공 6개, 즉 10개의 공이 들어 있는 상자에서 3개 의 공을 동시에 꺼내는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는 Á¼C£= 10_9_83_2_1 =120

흰 공이 적어도 1개 이상 포함되는 사건을 A라 하면 사건 A의 여사건 AC은 검은 공만 3개 꺼내는 사건이다.

검은 공 6개 중에서 3개의 공을 동시에 꺼내는 경우의 수는

¤C£= 6_5_43_2_1 =20 이므로

P(AC)=;1ª2¼0;=;6!;

따라서 구하는 확률은 P(A)=1-P(AC)

=1-;6!;=;6%;

 ④

올림포스 고난도•확률과 통계

38

17

20장의 카드가 들어 있는 주머니에서 두 장의 카드를 동시에 꺼내 는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

ª¼Cª= 20_192_1 =190

주머니에서 동시에 꺼낸 두 장의 카드에 적혀 있는 두 수의 곱이 짝수인 사건을 A라 하면 사건 A의 여사건 AC은 두 수의 곱이 홀수인 사건이 다.

이때 두 수의 곱이 홀수가 되려면 두 수 모두 홀수이어야 하고 홀수가 적혀 있는 카드는 1, 3, 5, y, 19의 10장이 있으므로 이 경우의 수는 Á¼Cª= 10_92_1 =45

이고

P(AC)=;1¢9°0;=;3»8;

따라서 구하는 확률은

P(A)=1-P(AC)=1-;3»8;=;3@8(;

 ①

18

n(X)=10이므로 10개의 원소 중 서로 다른 네 원소를 택하는 시행에 서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

Á¼C¢= 10_9_8_74_3_2_1 =210

소수인 원소가 적어도 1개 이상 포함되는 사건을 A라 하면 사건 A의 여사건 AC은 네 원소 모두 소수가 아닌 사건이다.

사건 AC이 일어나는 경우의 수는 집합 X의 원소 중 소수인 2, 3, 5, 7 을 제외한 여섯 개의 원소 중에서 네 원소를 택하는 경우의 수이므로

¤C¢=¤Cª= 6_52_1 =15 이고

P(AC)=;2Á1°0;=;1Á4;

따라서 구하는 확률은

P(A)=1-P(AC)=1-;1Á4;=;1!4#;

 ⑤

19

10개의 제비 중에서 2개의 제비를 동시에 뽑는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

Á¼Cª

2개의 제비 중 적어도 한 개가 당첨제비인 사건을 A라 하면 사건 A의 여사건 AC은 두 개 모두 당첨제비가 아닌 사건이다.

사건 AC이 일어나는 경우의 수는 (10-n)개의 당첨제비가 아닌 제비 중에서 2개의 제비를 뽑는 경우의 수이므로

Á¼ÐÇCª 이고

P(AC)=10-n

Á¼Cª = 2_1 10_92_1

=(10-n)(9-n) 90

이때 P(A)=;9&;이므로

P(AC)=1-P(A)=1-;9&;=;9@;

따라서

(10-n)(9-n) 90 =;9@;

nÛ`-19n+70=0 (n-5)(n-14)=0

이고 n은 10 이하의 자연수이므로 n=5이다.

 ④

20

다섯 개의 문자 a, b, c, d, e를 일렬로 나열한 것 중에서 하나를 택하는 시행에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수는

5!=120

문자를 나열한 것 중 택한 하나가 a가 b보다 왼쪽에 오거나 c가 d보다 오른쪽에 오는 사건을 A라 하면 사건 A의 여사건 AC은 a가 b보다 오 른쪽에 오고 c가 d보다 왼쪽에 오는 사건이다.

즉, 사건 AC은 a, b의 순서와 c, d의 순서가 각각 정해져 있으므로 a, b 를 모두 a로 생각하고, c, d를 모두 c로 생각하여 다섯 개의 문자 a, a, c, c, e를 일렬로 나열한 후, 첫 번째 a를 b로 바꾸고 두 번째 c를 d로 바꾸면 된다.

즉, 사건 AC이 일어나는 경우의 수는 2!2! =305!

이므로

P(AC)=;1£2¼0;=;4!;

따라서 구하는 확률은

P(A)=1-P(AC)=1-;4!;=;4#;

 ⑤

21

두 사건 A, B가 서로 배반사건이므로 P(A'B)=;1!2!;에서

P(A)+P(B)=;1!2!; yy ㉠

P(BC)=1-P(B)이므로 P(A)+P(BC)=;1!2(;에서 P(A)+{1-P(B)}=;1!2(;

P(A)-P(B)=;1¦2; yy ㉡

㉠+㉡을 하면

해 34-57 올림포스(고난도)_확통_03강-삼2.indd 38 2019-02-15 오후 1:39:39

정답과 풀이

39

2P(A)=;2#;, P(A)=;4#;

이 값을 ㉠에 대입하면

P(B)=;1!2!;-P(A)=;1!2!;-;4#;=;6!;

따라서 P(A)P(B)=;4#;_;6!;=;8!;

 ①

22

a, b는 주사위를 던져서 나오는 눈의 수이므로 1ÉaÉ6, 1ÉbÉ6 등식 (a+b)Û`-10(a+b)+24=0에서

(a+b-4)(a+b-6)=0 a+b=4 또는 a+b=6

(가) a+b=4를 만족시키는 a, b의 모든 순서쌍 (a, b)는 (1, 3), (2, 2), (3, 1)

a+b=6을 만족시키는 a, b의 모든 순서쌍 (a, b)는 (1, 5), (2, 4), (3, 3), (4, 2), (5, 1)

그러므로 등식 (a+b)Û`-10(a+b)+24=0이 성립하도록 하는 사건 A는

A={(1, 3), (2, 2), (3, 1), (1, 5), (2, 4), (3, 3), (4, 2), (5, 1)}

(나) 이때 사건 A의 원소 (a, b)에 대하여 |a-b|+1의 값은 다음과 같다.

(a, b)가 (2, 2), (3, 3)일 때 |a-b|+1=1

(a, b)가 (1, 3), (3, 1), (2, 4), (4, 2)일 때 |a-b|+1=3 (a, b)가 (1, 5), (5, 1)일 때 |a-b|+1=5

(다) 이때 사건 A와 등식 |a-b|+1=n이 성립하도록 하는 사건 BÇ이 서 로 배반사건이 되려면 A;BÇ=∅이어야 하므로 가능한 6 이하의 자연수 n의 값은 2, 4, 6이다.

따라서 구하는 모든 자연수 n의 값의 합은 2+4+6=12

(라)

 12

단계 채점 기준 비율

(가) 방정식 (a+b)Û`-10(a+b)+24=0을 통해

a+b=4 또는 a+b=6임을 구한 경우 10`%

(나) 사건 A를 구한 경우 30`%

(나) 사건 A를 구한 경우 30`%

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