学習院大学 · 2026年度 · 期待値・余弦定理

期待値と余弦定理を解く理学部コア試験 数学 第1問(1)(2)

第1問は確率と図形の独立した2問です。期待値は取り得る値を漏らさず数える。辺の長さは正の解だけを残します。

確率を比べる概念イラスト
考え方のイメージ図。正確な条件は下の図で確認。
学習院大学 2026年度 · 数学

問題文・図

理学部コア試験 第1問(1)(2)

理学部コア試験の数学。第1〜4問のうち記事に対応する大問を掲載します。

学習院大学2026年度 理学部コア試験 数学 第1問(1)(2):第1問 全設問の問題文・図・選択肢
第1問 全設問 · 公式PDF 5ページ

出題:学習院大学。公式問題の該当箇所を抜粋。原本PDF ↗

条件を整理する

(1) 赤玉3個・白玉4個を非復元で取り出し、最初の白玉までに出た赤玉の個数Xの期待値を求める。(2) BC=2、∠ABC=60°、AC=2AB+1の三角形でABを求める。

まず、答えから

期待値とABの長さは?

(1) E[X]=3/5。(2) AB=√2−1です。

さわって理解する

確率分布と三角形を切り替える

期待値は4つの確率。辺は余弦定理の式を確認します。

白玉が出る前の赤玉の数X=057.143%X=128.571%X=211.429%X=32.857%

期待値 E[X] = 3/5

解法を、順番に。

STEP 01

(1) X=0〜3の確率をすべて数える

最初の白玉までの赤玉の数Xは0、1、2、3です。確率は順に4/7、2/7、4/35、1/35。各値に確率を掛けて足すと3/5になります。

一度出した玉は戻しません。赤玉を3個出した後は必ず白玉です。

E[X]=0⋅47+1⋅27+2⋅435+3⋅135=35E[X]=0\cdot\frac47+1\cdot\frac27+2\cdot\frac4{35}+3\cdot\frac1{35}=\frac35
STEP 02

(2) 余弦定理でABをxと置く

AB=xならAC=2x+1です。角Bを挟む辺AB=x、BC=2に余弦定理を使うとAC²=x²+4−2x。等式からx²+2x−1=0となります。解は−1±√2。辺の長さは正なので√2−1だけを採用します。

(2x+1)2=x2+4−2x⇒x=2−1(2x+1)^2=x^2+4-2x\quad\Rightarrow\quad x=\sqrt2-1
3問で、思い出す

解き方、つかめた?

ここからはCurigo独自の確認クイズです。選んだあと、理由まで確かめましょう。

0 / 3 問を確認

01 赤3個・白4個から1個引く。最初に白を引く確率は?
答えと理由を見る

4/7。7個中4個が白です。

02 赤3個・白4個で最初の白までに赤を3個出す確率は?
答えと理由を見る

1/35。赤を3回続けて引く確率は(3/7)(2/6)(1/5)=1/35です。

03 辺AB=x、BC=2、∠B=60°のときAC²は?
答えと理由を見る

x²+4−2x。余弦定理の交差項は2·x·2·cos60°=2xです。

よくある疑問

X=3の後に白玉は残る?

はい。赤玉は全部で3個なので次は白玉です。

ABで負の解を除く理由は?

長さxは正の実数だからです。

出典・解答の確認

出題:学習院大学 2026年度 理学部コア試験(2026年2月7日実施)数学 第1問(1)(2)。問題文・図・選択肢は大学公式PDFの該当箇所を抜粋して掲載しています。「条件を整理する」はCurigoによる要約です。

解説・計算図・確認クイズはCurigoが独自に作成。公開されている解答例との照合に加え、代入・式変形・全列挙・数値計算など、設問に応じた検算を行っています。図の操作は理解を助けるためのもので、証明は本文に示しています。

編集・検証方針 · 誤りの連絡:Curigo編集部