共通テスト数学IIBC '26年第5問 

以下の問題を解答するにあたっては、必要に応じて問題末の正規分布表を用いてもよい。

ある自治体では、地域の知識を問う資格試験
(以下、資格試験)を毎年実施しており、200点満点のうち120点以上である受験生を合格としている。

(1) 今年実施した資格試験(以下、今年の資格試験)における受験者全体の得点の平均点は116点、標準偏差が25点であることが公表された。今年の資格試験の受験者の得点は正規分布に従うとし、得点を表す確率変数をXとする。このとき、Xは正規分布に従うから、とおくと、Yは標準正規分布に従う。
したがって、今年の受験者全体のうち、120点以上である受験者の割合はおよそである。

の解答群
       
       

については、最も適当なものを、次ののうちから一つ選べ。
 0.16   0.21   0.29   0.34
 0.41   0.44   0.50   0.84

(2) この自治体のA地域では、多くの住民がこの資格試験を受験し、過去10年間における合格率が毎年40%(0.4)を超えていた。太郎さんたちは、今年の資格試験の合格率についても0.4より高いと判断してよいかを調べるために、A地域における住民の受験者の中からn人を無作為に選び、その合否を調査することにした。

(i) A地域における住民の今年の資格試験(以下、A地域における今年の資格試験)の受験者全体を母集団とし、母集団の大きさは十分に大きいとする。そして、A地域における今年の資格試験の合格率をpとする。無作為に選ぶn人のうちi番目の受験者が合格している場合は1,合格していない場合は0の値をとる確率変数を()と定義する。このとき、の確率分布は表1のとおりである。

   表 1
 0   1   
確 率 p  1 


1から、の平均(期待値)となる。
また、の分散について
から、となる。

の解答群
(同じものを繰り返し選んでもよい。)
 p      
       

(ii) (i),・・・,を、表1の確率分布をもつ母集団から抽出した大きさnの無作為標本とみなす。このとき、標本平均をとおくと、nが十分大きいとき、は近似的に正規分布に従う。
このの確率分布を利用して、p0.4より高いといえるかを、有意水準5%(0.05)で仮説検定を行い検証したい。ここで、統計的に検証したい仮説を「対立仮説」、対立仮説に反する仮定として設けた仮説を「帰無仮説」とする。このとき、帰無仮説は「」,対立仮説は「」である。これらの仮説に対して、有意水準5%で帰無仮説が棄却(否定)されるかどうかを判断する。
無作為に選ばれた
400人のうち、184人が合格者であった。いま、帰無仮説が正しいと仮定する。標本の大きさは十分に大きいので、標本平均は近似的に平均が0.4,標準偏差がの正規分布に従う。
として用いると
の値はとなる。よって、この値をパーセント表示した値は有意水準5%より。したがって、有意水準5%A地域における今年の資格試験の合格率は0.4より

の解答群
 p         
          

の解答群
          
    

については、最も適当なものを、次ののうちから一つ選べ。
 0.0046   0.0062   0.0071   0.0987
 0.1112   0.3888   0.4013   0.4929

の解答群
 小さいから、帰無仮説は棄却されない
 小さいから、帰無仮説は棄却される
 大きいから、帰無仮説は棄却されない
 大きいから、帰無仮説は棄却される

の解答群
 高いと判断できる   高いとは判断できない

(3) 太郎さんと花子さんは、(2)の仮説検定の結果について話している。

太郎:無作為に選ばれた100人のうち46人が合格者でも、比率は同じ0.46になるから、仮説検定の結果は同じになるのかな。
花子:試しに計算して調べてみようよ。

A地域における今年の資格試験の受験者の中から無作為に選ばれた100人のうち、46人が合格者である場合について考える。
(2)(ii)と同じ帰無仮説と対立仮説に対し、有意水準5%で帰無仮説が棄却されるかどうかを調べる。標本の大きさは十分に大きいから、(2)(ii)と同様に、は近似的に正規分布に従う。帰無仮説が正しいと仮定する。このとき、として用いると
の値をパーセント表示した値は有意水準5%より
したがって、有意水準
5%で帰無仮説は

の解答群
 小さい   大きい

の解答群
 棄却される   棄却されない


正規分布表
次の表は、標準正規分布の分布曲線における右図灰色
部分の面積をまとめたものである。

0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.09
0.00.00000.00400.00800.01200.01600.01990.02390.02790.03190.0359
0.10.03980.04380.04780.05170.05570.05960.06360.06750.07140.0753
0.20.07930.08320.08710.09100.09480.09870.10260.10640.11030.1141
0.30.11790.12170.12550.12930.13310.13680.14060.14430.14800.1517
0.40.15540.15910.16280.16640.17000.17360.17720.18080.18440.1879
0.50.19150.19500.19850.20190.20540.20880.21230.21570.21900.2224
0.60.22570.22910.23240.23570.23890.24220.24540.24860.25170.2549
0.70.25800.26110.26420.26730.27040.27340.27640.27940.28230.2852
0.80.28810.29100.29390.29670.29950.30230.30510.30780.31060.3133
0.90.31590.31860.32120.32380.32640.32890.33150.33400.33650.3389
1.00.34130.34380.34610.34850.35080.35310.35540.35770.35990.3621
1.10.36430.36650.36860.37080.37290.37490.37700.37900.38100.3830
1.20.38490.38690.38880.39070.39250.39440.39620.39800.39970.4015
1.30.40320.40490.40660.40820.40990.41150.41310.41470.41620.4177
1.40.41920.42070.42220.42360.42510.42650.42790.42920.43060.4319
1.50.43320.43450.43570.43700.43820.43940.44060.44180.44290.4441
1.60.44520.44630.44740.44840.44950.45050.45150.45250.45350.4545
1.70.45540.45640.45730.45820.45910.45990.46080.46160.46250.4633
1.80.46410.46490.46560.46640.46710.46780.46860.46930.46990.4706
1.90.47130.47190.47260.47320.47380.47440.47500.47560.47610.4767
2.00.47720.47780.47830.47880.47930.47980.48030.48080.48120.4817
2.10.48210.48260.48300.48340.48380.48420.48460.48500.48540.4857
2.20.48610.48640.48680.48710.48750.48780.48810.48840.48870.4890
2.30.48930.48960.48980.49010.49040.49060.49090.49110.49130.4916
2.40.49180.49200.49220.49250.49270.49290.49310.49320.49340.4936
2.50.49380.49400.49410.49430.49450.49460.49480.49490.49510.4952
2.60.49530.49550.49560.49570.49590.49600.49610.49620.49630.4964
2.70.49650.49660.49670.49680.49690.49700.49710.49720.49730.4974
2.80.49740.49750.49760.49770.49770.49780.49790.49790.49800.4981
2.90.49810.49820.49820.49830.49840.49840.49850.49850.49860.4986
3.00.49870.49870.49870.49880.49880.49890.49890.49890.49900.4990
3.10.49900.49910.49910.49910.49920.49920.49920.49920.49930.4993
3.20.49930.49930.49940.49940.49940.49940.49940.49950.49950.4995
3.30.49950.49950.49950.49960.49960.49960.49960.49960.49960.4997
3.40.49970.49970.49970.49970.49970.49970.49970.49970.49970.4998
3.50.49980.49980.49980.49980.49980.49980.49980.49980.49980.4998



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解答 正規分布と仮説検定に関する問題です。教科書の例題レベルなので、問題ないでしょう。

(1) 得点を表す確率変数Xが、正規分布に従うので、とおくと、Yは、標準正規分布に従います。 ア 1 ......[]
120点以上である受験者の割合は、のとき,正規分布表の0.16のところを読むと、0.0636()です。は、
これに最も近いのは0.44です。 イ 5 ......[]

(2)(i) の平均は、 ウ 0 ......[]
の分散は、

 エ 3 ......[]

(ii) 母平均m,母標準偏差σの母集団から大きさnの標本を抽出するとき、標本平均はm,標本標準偏差はとなり、nが充分に大きいとき、標本平均は近似的に正規分布に従う(母集団と標本を参照)ので、は、近似的に正規分布に従います。 オ 7 ......[]
標本平均は近似的に、平均が,標準偏差がの正規分布に従います。 カ 2 ......[]
かどうかを有意水準5%で仮説検定するので、帰無仮説は「」,対立仮説は「」です(推定を参照)とおくと、Xは標準正規分布に従います。正規分布表で、
のところを読むと、0.4929なので、は、です。 キ 2 ......[]
この値をパーセント表示すると、0.71%で、有意水準5%より小さい(ということは起こりそうもない)ので、帰無仮説は棄却されます。
1 ......[]
従って、有意水準5%A地域における今年の資格試験の合格率は0.4より高いと判断できます。 ケ 0 ......[]

(3) 標本の大きさを100にすると、標本の標準偏差はになります。帰無仮説「」は、とおくと、Xは正規分布に従い、正規分布表で、
のところを読むと、ほぼ0.3898くらいで、は、
,この値をパーセント表示すると
11.02%で、有意水準5%よりも大きい(ということがあり得る)ので、有意水準5%では帰無仮説「」は棄却されず、A地域における今年の資格試験の合格率は0.4より高いと判断できなくなります。 コ 1 サ 1 ......[]



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各問題の著作権は
出題大学に属します。

なお、解答は、
苦学楽学塾制作です。

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