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確率計算機|サイコロ・コイン・玉・くり返す試行を途中式つきで求める無料の計算サイト

サイコロ・コイン・玉(くじ)・くり返す試行の確率を、場合の数を数える途中式つきで求める無料の計算サイトです。「場合の数」とは、ある出来事が起こる場合が全部で何通りあるか、という数のことです。答えは分数とパーセントで出します(分母が大きすぎるくり返す試行は、パーセントだけ)。「全部で何通りあるか」「条件に合うのは何通りか」を一つずつ書くので、答えだけでなく、確率の考え方そのものを確かめられます。中学2年の確率から、高校数学Aの反復試行までを対象にしています。宿題の答え合わせや、「どうしてこの式になるのか」の確認に使ってください。

目次

確率計算機の使い方

  1. 調べる種類を選ぶ:「サイコロ」「コイン」「玉・くじ」「くり返す」の4つのボタンから、問題に合うものを選びます。
  2. 条件を入れる:種類ごとに入力欄が変わります(下の一覧)。条件によって要らない欄(「少なくとも1回は起こる」を選んだときの「起こる回数k」など)は自動で隠れ、入れなくても答えが出ます。
  3. 「確率を求める」を押す(欄でEnterキーを押しても実行できます):問題文を書き直した一文と、答え(分数とパーセント)が出ます。とき方は答えの下に、自動で表示されます。
  4. とき方を見る:「全部の場合」「数える」「確率」「たしかめ」の4つの段が並びます(くり返すだけは、先頭に「整理」「公式」の段も入ります)。サイコロ2個は6×6の表、コイン4枚までと、サイコロ3個(条件に合う出方が40通り以下のとき)は出方の一覧、コイン・玉・サイコロの和は通り数の表が出て、条件に合う部分に青い印(数字が太字になります)がつきます。
  5. 例題を使う:欄の上のボタン(例:「大小2つの和が7」「3枚で表が2枚」「赤3白2から2個同時に赤1個」「サイコロ5回で1の目が2回」など)を押すと、条件が自動で入って答えが出ます。
  6. ヒントモード:「とき方」の右上のスイッチをオンにすると、最初の段だけが開き、続きは見出しをタップ(パソコンならクリック)した段だけ開きます。答えは表示されたままなので、自分で解くときは答えの欄を手でかくして使います。
  7. リンクをコピー:入れた条件がそのまま開くリンクをコピーできます。リンクを開くと答えもすぐ表示されるので、問題だけを見せたいときは使わないでください。
  • サイコロ:「サイコロの個数」(1〜3個)、「求める確率の条件」、目の数の欄(「目の和」「目の数」「出てほしい目」のいずれか。条件で名前が変わります)。条件は、目の和が○になる・○以上・○以下・偶数・奇数、すべて同じ目、少なくとも1個が○の目。1個のときは、「すべて同じ目」と「少なくとも1個が○の目」は選べません。
  • コイン:「コインの枚数」(1〜10枚)、「求める確率の条件」(表がちょうどk枚・k枚以上・k枚以下・すべて表・少なくとも1枚は表・すべて同じ面)、「表の枚数k」。
  • 玉・くじ:「赤玉の数」「白玉の数」(それぞれ0〜30)、「取り出す個数」(1〜10。戻さないときは、袋の玉の数をこえられません)、「取り出し方」(同時に取り出す・戻さずに順に取り出す・1個ずつ戻しながら取り出す)、「求める確率の条件」(赤玉がちょうどk個・k個以上・k個以下)、「赤玉の個数k」。くじは、当たりを赤玉、はずれを白玉として入れます。
  • くり返す:「1回で起こる確率」、「くり返す回数」(1〜100)、「求める確率の条件」(ちょうどk回起こる・k回以上起こる・k回以下しか起こらない・少なくとも1回は起こる・1回も起こらない)、「起こる回数k」。

1回の確率は、分数(1/6)・小数(0.05、小数第4位まで)・パーセント(5%、小数第2位まで)のどれでも入れられ、全角の数字も読みとります。0%(起こらない)と100%(必ず起こる)は、計算するまでもないので入れられません。答えが100%に非常に近いときは、パーセントを「100%に近い値」と表示します(確率が1になるわけではありません)。条件つき確率・期待値・玉が3色以上の問題・円順列は、この計算機の対象外です。

確率の求め方の基本:条件に合う場合の数÷全部の場合の数

確率は、「条件に合う場合の数」を「全部の場合の数」でわって求めます。ただし、これが使えるのは、どの場合も同じ程度に起こりやすいとき(同様に確からしいとき)です。この記事では、コインの表と裏、サイコロの1〜6の目は、ゆがみのない公正なものとして、どれも同じ程度に起こりやすいと考えます。

大小2つのサイコロを投げて、目の和が7になる確率
  1. 全部の場合の数:大きいサイコロの目が6通り、小さいサイコロの目が6通りなので、6×6=36通りです。
  2. 条件に合う場合の数:(大,小)の目が(1,6)(2,5)(3,4)(4,3)(5,2)(6,1)の6通りです。
  3. 確率=6÷36=6/36=1/6(約分)。パーセントでは約16.67%です。

計算機の「たしかめ」の段には、「合う通り数+合わない通り数=全部の通り数」と「合う確率+合わない確率=1」を表示します。確率は0から1の間の数で、起こらないことは0、必ず起こることは1です。

サイコロの確率:2個のときは大小を区別して36通り

サイコロを2個投げるときは、2つのサイコロを区別して(大・小として)、目の組で数えます。(大=1,小=6)と(大=6,小=1)は別の出方です。次の表が、2個の目の和ごとの通り数です。

目の和23456789101112
通り数12345654321

通り数を全部たすと36通りです。和が7になる出方が6通りでいちばん多いので、和が7になる確率が1/6で最大です。和が2や12になるのは1通りずつで、確率は1/36です。和は同様に確からしくないので、「和が7になる」を「2〜12の11通りのうち1通り」と数えるのは間違いです。

少なくとも1個が6の目:余事象で数える

「少なくとも1個は6が出る」は、「6が1個以上出る」ことです。そのまま数えるより、反対の「6が1個も出ない」を数えて、全体からひくほうが簡単です。このように、ある出来事が起こらない場合のことを余事象といい、「起こる確率=1−起こらない確率」で求められます。

  1. 6が1個も出ない出方:大・小どちらも1〜5の5通りなので、5×5=25通りです。
  2. 少なくとも1個は6が出る出方:36−25=11通りです。
  3. 確率は11/36(約30.56%)です。

「同じ目が出る」(ゾロ目)は、(1,1)から(6,6)までの6通りで、6/36=1/6です。サイコロが3個のときは、大中小を区別して6×6×6=216通りで数え、「すべて同じ目」は3個とも同じ目の6通り(6/216=1/36)です。

コインの確率:枚数が増えたら組み合わせ(nCk)で数える

コインも区別して数えます。3枚なら、1枚ごとに表と裏の2通りなので、2×2×2=8通りです。

コイン3枚を投げて、表がちょうど2枚出る確率
  1. 全部の出方は8通りです。
  2. 表が2枚になる出方は、表表裏・表裏表・裏表表の3通りです(裏になる1枚を選ぶ3通り)。
  3. 確率は3/8(37.5%)です。

枚数が多くなると、全部を書き出すのは大変です。そこで、「n個からk個を、順番を区別せずに選ぶ選び方の数」nCkを使います。コインでは、n枚のうち表になるk枚を選ぶ選び方の数です。

nCkは、n個から順にk個を並べる数(nから1ずつ小さい数をk個かけたもの)を、k個の並べ方の数(kから1までかけたもの)でわって求めます。5C2=5×4÷(2×1)=10、10C5=10×9×8×7×6÷(5×4×3×2×1)=252です。選ばないほうを数えても同じなので、5C3=5C2です。1個だけ選ぶnC1はnで、n個全部を選ぶnCnは1です。

10枚のうち表が5枚になる出方は10C5=252通りで、全部の出方は2の10乗=1024通りなので、確率は252/1024=63/256(約24.61%)です。計算機は、コインが4枚までのときは全部の出方を書き出し、5枚以上のときは「表の枚数ごとの通り数」の表を出します。

「少なくとも1枚は表が出る」も余事象で求めます。3枚なら、1枚も表が出ない(全部裏)のは1通りなので、全部の8通りから引いて、確率は1−1/8=7/8です。

玉・くじの確率:同時に取り出すときは組み合わせ

赤玉3個・白玉2個が入った袋から2個取り出すとき、取り出し方によって数え方が変わります。玉は1個ずつ区別して数えます(同じ赤玉でも、1・2・3の番号がついているものとして考えます)。

同時に2個取り出して、赤玉が1個の確率

  1. 全部の取り出し方:5個から2個を選ぶので、5C2=5×4÷(2×1)=10通りです。
  2. 赤玉1個・白玉1個になる取り出し方:赤3個から1個を選ぶ3C1=3通りと、白2個から1個を選ぶ2C1=2通りをかけて、3×2=6通りです。
  3. 確率は6/10=3/5(60%)です。

戻さずに順に2個取り出す

同じ袋から、戻さずに1個ずつ2個取り出すときは、順番も区別して並べます(順番を区別して並べた数を順列といいます)。全部の取り出し方は、1個目が5通り、2個目が4通りで、5×4=20通りです。赤玉が1個になるのは、1個目が赤で2個目が白(赤3個から1個、白2個から1個で3×2=6通り)と、1個目が白で2個目が赤(2×3=6通り)の、合わせて12通りです。確率は12/20=3/5で、同時に2個取り出すときと同じです。「赤玉が何個になるか」のように順番に関係ない条件では、「同時」と「戻さずに順に」で確率は変わりません(「1個目が赤で2個目が白」のように順番を決めた条件は、別の問題です)。

1個ずつ戻しながら取り出す

取り出した玉を毎回袋に戻すときは、毎回5通りなので、全部の取り出し方は5×5=25通りです。赤玉が1個になるのは、赤が出るのが1回目か2回目かの2通りと、赤の取り方3通り、白の取り方2通りで、2×3×2=12通りです。確率は12/25(48%)です。この例では、戻さないとき(3/5=60%)とは別の値になります。

取り出し方全部の通り数赤玉が1個になる通り数確率
同時に2個5C2=103C1×2C1=63/5(60%)
戻さずに順に2個5×4=20(赤→白)3×2+(白→赤)2×3=123/5(60%)
戻しながら2個5×5=25(赤が出る回)2×(赤)3×(白)2=1212/25(48%)

くじ引きの確率:何番目に引いても当たる確率は同じ

当たり2本・はずれ8本の10本のくじから、2本同時に引くとき、少なくとも1本当たる確率を求めます。全部の引き方は10C2=45通り。1本も当たらない(はずれを2本引く)のは8C2=28通りです。少なくとも1本当たるのは45−28=17通りで、確率は17/45です(計算機には、当たりを赤玉、はずれを白玉として、赤玉2個・白玉8個・同時に2個・赤玉が1個以上と入れると確かめられます)。

くじ引きでは、1番目に引いた結果を見ていなければ、先に引いても後に引いても、当たる確率は同じです。当たり2本を含む10本のくじを戻さずに1本ずつ2本引くとき、全部の引き方は10×9=90通りです。1番目が当たりになるのは、当たり2通り×2番目9通りの18通りで、18/90=1/5です。2番目が当たりになるのも、2番目の当たり2通り×1番目9通りの18通りで、18/90=1/5と、同じ値になります。(1番目がはずれだったと見えたあとで引く2番目の当たりやすさは、残り9本に当たりが2本なので2/9になり、ここでの話とは別です。)

反復試行の確率:nCk×p^k×q^(n−k)

同じことを何回もくり返すことを反復試行といいます。前の結果が次の結果に影響しないとき、1回で起こる確率をp、起こらない確率をq(=1−p)とすると、n回のうちちょうどk回起こる確率は、nCk×p^k×q^(n−k)です。nCkは、n回のうち起こるk回を選ぶ選び方の数、p^kはpをk回かけたもの(起こるk回の確率)、q^(n−k)はqを(n−k)回かけたもの(起こらない残りの回の確率)です。この3つをかけ合わせます。

サイコロを5回投げて、1の目がちょうど2回出る確率
  1. 1回で1の目が出る確率はp=1/6、出ない確率はq=5/6です。
  2. 5回のうち1の目が出る2回を選ぶ組み合わせは、5C2=10通りです。
  3. 確率は、10×(1/6)²×(5/6)³=10×(1/36)×(125/216)=1250/7776=625/3888(約16.08%)です(分母の7776は6の5乗)。

計算機の「くり返す」では、1回の確率を1/6・0.05・5%のどの形でも入れられます。「k回以上」のときは、k回・k+1回・…・n回の確率を足す方法と、反対の「k−1回以下」の確率を1からひく方法(余事象)があります。足す確率の数が少ないほうを計算機は選び、どちらを使ったかをとき方に書きます。

少なくとも1回起こる確率:1−(1回も起こらない確率)

「少なくとも1回は起こる」確率は、「1回も起こらない確率」を1からひいて求めます。1回も起こらない確率はq^nです。サイコロ1個を6回投げて、1の目が少なくとも1回出る確率は、1−(5/6)⁶=31031/46656(約66.51%)です。

当たりの確率が3%のくじ(ガチャ)を100回引くとき、少なくとも1回当たる確率は、1−0.97¹⁰⁰で約95.24%です。1回も当たらない確率は約4.76%(約21回に1回)あります。また、3%は約33回に1回の割合ですが、33回引いて少なくとも1回当たる確率は約63.4%で、100%ではありません。「確率1/nのことは、n回やれば必ず起こる」とは言えません。なお、この計算は、確率が毎回同じで、前の結果に影響されないとして行ったものです。ゲームなどのガチャには、一定回数で当たりが確定する仕組み(天井)があるものもあり、その場合には当てはまりません。

1回の確率が小さく回数が多いときは、分母が大きくなりすぎる(24けたをこえる)ので、計算機は分数を出さず、パーセントだけを出します(とき方の各項もパーセントで示します)。分数が長いとき(20文字をこえるとき)も、答えの欄にはパーセントだけを出し、分数は、とき方の中に書きます。パーセントは、小数第2位まで四捨五入して出します(0.01%より小さいときは小数第4位まで。0.0001%より小さいときは「0.0001%未満」)。当たりが10%のくじを10回引いて少なくとも1回当たる確率は約65.13%です。

問題の言い方と計算機の選び方

問題の言い方計算機の種類条件の選び方
サイコロを2個投げて、目の和が7になる確率サイコロ個数2・目の和が○になる・7
少なくとも1個は6の目が出る確率サイコロ個数2・少なくとも1個が○の目・6
コインを3枚投げて、表が2枚出る確率コイン3枚・表がちょうどk枚・2
赤玉3個・白玉2個から同時に2個取り出して、赤玉が1個の確率玉・くじ赤3・白2・2個・同時に取り出す・赤玉がちょうどk個・1
サイコロを5回投げて、1の目が2回出る確率くり返す確率1/6・5回・ちょうどk回・2
当たりの確率が3%のくじを100回引いて、少なくとも1回当たる確率くり返す確率3%・100回・少なくとも1回は起こる

よくある間違い

  • サイコロを区別しない:2個のサイコロの和が7になるのを、「(1,6)と(6,1)は同じ」として3通りと数える間違いです。大小を区別すると6通りです。
  • 同様に確からしくないものを1通りと数える:サイコロの目の和(2〜12)は、どれも1/11の確率ではありません。目の組(大,小)の36通りを基準にします。
  • 「少なくとも1回」を、足し算で数えて数え漏れる:「1回」「2回」「3回」…の確率を足す方法でも求められますが、手間が多く、数え漏れやすいです。「1回も起こらない確率」を1からひくほうが簡単です。
  • 戻さないときと戻すときを混同する:同じ袋でも、戻さずに取り出す(確率3/5)のと、戻して取り出す(確率12/25)のでは、この例のように答えがちがうことが多いです。
  • コインの表が続いたら、次は裏が出やすいと考える:前に投げた結果は、次に投げる結果に影響しません。公正なコインなら、5回続けて表が出たあとでも、次に表が出る確率は1/2です。
  • 確率3%なら33回で必ず当たると考える:33回引いて少なくとも1回当たる確率は、約63%です。

確率計算機のよくある質問

確率計算機では、どんな問題が解けますか?

サイコロ(1〜3個)・コイン(1〜10枚)・赤玉と白玉の袋から取り出す問題・同じことをくり返す反復試行(100回まで)の確率が解けます。条件つき確率・期待値・玉が3色以上の問題・円順列(円形に並べる並べ方)は対象外です。

確率を分数とパーセントの両方で出すのはなぜですか?

学校の問題では分数で答えることが多く、実際の場面ではパーセントのほうが大きさをつかみやすいためです。分母が大きすぎる反復試行の問題(分母が24けたをこえるとき)では、分数を出さずパーセントだけを出します。

「同時に取り出す」と「戻さずに順に取り出す」では、確率が変わりますか?

「赤玉が何個になるか」のように順番に関係ない条件では、変わりません。数え方(同時は組み合わせ、順に取り出すのは順列)はちがいますが、全部の通り数と条件に合う通り数が同じ倍率で変わるので、確率は同じになります。たとえば赤3個・白2個から2個取り出して赤が1個になる確率は、どちらも3/5です。「1個目が赤で2個目が白」のように順番を決めた条件は、同時には考えられない別の問題です。

「戻すとき」と「戻さないとき」は、どうやって見分けますか?

問題文に「取り出した玉を袋に戻して」とあれば、戻すときです。「戻さずに」「同時に」とあれば、戻さないときです。書いていないときは、問題の場面で判断します(くじ引きは、ふつう引いたくじを戻しません)。戻すときは、毎回同じ袋の状態になるので、反復試行の確率と同じ考え方で解けます。

「少なくとも1回」の確率はなぜ「1−(1回も起こらない確率)」で求めるのですか?

起こる場合には「1回」「2回」「3回」…といくつものパターンがありますが、反対の「1回も起こらない」はひとつだけなので、数えるのが簡単です。全体の確率は1なので、反対の確率を1からひけば求められます。

確率が1/6のことを6回くり返すと、必ず起こりますか?

いいえ。サイコロ1個を6回投げて、1の目が少なくとも1回出る確率は、約66.51%で、100%ではありません(ちょうど1回だけ出る確率は約40.19%です)。確率は、起こりやすさを表すもので、確率の逆数の回数だけくり返せば必ず起こるわけではありません。

計算機の答えを、そのまま宿題の答えにしてよいですか?

答えの確認に使ってください。確率の問題は、「全部の場合の数」と「条件に合う場合の数」をどう数えるかが大切です。計算機のとき方を見て、自分の数え方と同じかどうかを確かめると、考え方が身につきます。

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