| (2025학년도) 2024년 9월 모의평가 고3 수학 확통 30번 풀이 해설 [이해용/실전용] | |
| 문제의 분류 | 확률과 통계 · 중복조합 / 경우의 수 / 여사건 |
| 난이도 | 상 |
이 문제는 A가 받는 공의 개수를 기준으로 경우를 나누고, B의 조건은 여사건을 활용하여 풀이합니다.
구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.
step1. A가 받는 공의 개수 가 0일 때의 경우의 수를 구합니다.
step2. A가 받는 공의 개수 가 1일 때의 경우의 수를 구합니다.
step3. A가 받는 공의 개수 가 2일 때의 경우의 수를 구합니다.
step4. 구한 모든 경우의 수를 합산하여 정답을 도출합니다.
- 중복조합 : 서로 다른 개에서 중복을 허락하여 개를 택하는 경우의 수는 입니다.
- 여사건의 경우의 수 : 어떤 사건 가 일어날 경우의 수는 (전체 경우의 수) - (사건 가 일어나지 않을 경우의 수) 로 구할 수 있습니다.
step1. A가 받는 공의 개수가 0일 때
A가 받는 공의 개수를 라고 할게요. 일 때를 생각해 봅시다.
A는 공을 받지 않으므로 남은 흰 공 4개, 검은 공 4개를 B, C 두 명에게 나누어 주면 됩니다.
- 흰 공 4개를 B, C에게 나누어 주는 경우: 가지
- 검은 공 4개를 B, C에게 나누어 주는 경우: 가지
따라서 전체 경우의 수는 가지입니다.
여기서 끝내면 안 되고, B가 2개 이상 받아야 한다는 조건을 적용해야 해요.
B가 받는 공의 개수를 라고 할 때, 를 만족해야 하므로 여사건인 또는 인 경우를 빼줍시다.
- 인 경우: B가 흰 공 0개, 검은 공 0개를 받으므로 1가지
- 인 경우: B가 (흰 공 1개, 검은 공 0개) 또는 (흰 공 0개, 검은 공 1개)를 받으므로 2가지
여사건의 총 경우의 수는 가지입니다.
그러므로 일 때 조건을 만족하는 경우의 수는 가지입니다.
step2. A가 받는 공의 개수가 1일 때
일 때, A가 받는 공 1개는 (흰 공 1개, 검은 공 0개) 또는 (흰 공 0개, 검은 공 1개)의 2가지 경우가 있습니다.
1) A가 (흰 공 1개, 검은 공 0개)를 받을 때:
남은 공은 흰 공 3개, 검은 공 4개입니다. 이를 B, C에게 나누어 줍니다.
- 전체 경우의 수: 가지
- 여사건 ( 또는 ): B가 받는 공의 색깔 조합은 남은 공의 개수와 무관하게 항상 (0,0), (1,0), (0,1)의 3가지입니다.
- 조건을 만족하는 경우: 가지
2) A가 (흰 공 0개, 검은 공 1개)를 받을 때:
남은 공은 흰 공 4개, 검은 공 3개입니다. 흰 공과 검은 공의 개수만 바뀌었을 뿐 구조가 완벽히 대칭이므로, 계산할 필요 없이 똑같이 17가지가 나옵니다.
따라서 일 때 조건을 만족하는 경우의 수는 가지입니다.
step3. A가 받는 공의 개수가 2일 때
일 때, A가 받는 공 2개의 색깔 조합은 (흰2, 검0), (흰0, 검2), (흰1, 검1)의 3가지가 있습니다.
1) A가 (흰2, 검0)을 받을 때:
남은 공은 흰 공 2개, 검은 공 4개입니다.
- 전체 경우의 수: 가지
- 여사건: 마찬가지로 3가지
- 조건을 만족하는 경우: 가지
2) A가 (흰0, 검2)을 받을 때:
대칭성에 의해 1)과 동일하게 12가지입니다.
3) A가 (흰1, 검1)을 받을 때:
남은 공은 흰 공 3개, 검은 공 3개입니다.
- 전체 경우의 수: 가지
- 여사건: 3가지
- 조건을 만족하는 경우: 가지
따라서 일 때 조건을 만족하는 경우의 수는 가지입니다.
step4. 모든 경우의 수 합산
이제 step1, step2, step3에서 구한 경우의 수를 모두 더해주면 됩니다.
따라서 구하는 총 경우의 수는 93가지입니다.
step1. 일 때
남은 공: 흰 4, 검 4
B, C 분배:
B가 0개 또는 1개 받는 경우: 1(0개) + 2(1개) = 3
step2. 일 때
A가 (흰1, 검0)일 때: 남은 공 흰 3, 검 4
B, C 분배:
B가 0개 또는 1개 받는 경우: 1 + 2 = 3
A가 (흰0, 검1)일 때도 대칭성에 의해 17
step3. 일 때
A가 (흰2, 검0)일 때: 남은 공 흰 2, 검 4
B, C 분배:
B가 0개 또는 1개 받는 경우: 1 + 2 = 3
A가 (흰0, 검2)일 때도 대칭성에 의해 12
A가 (흰1, 검1)일 때: 남은 공 흰 3, 검 3
B, C 분배:
B가 0개 또는 1개 받는 경우: 1 + 2 = 3
step4. 모든 경우의 수 합산
흰 공과 검은 공 두 종류를 동시에 고려해야 하므로, A가 받는 공의 개수를 기준으로 나눌 때 색깔별 조합을 빠뜨리거나 헷갈리기 쉽습니다.
B가 받는 공의 개수가 2 이상이라는 조건을 직접 구하려고 하면, B가 2개부터 8개까지 받는 경우를 모두 따져야 해서 계산이 매우 복잡해지고 실수가 발생합니다.
A가 받는 공의 총 개수를 0, 1, 2로 크게 나눈 뒤, 각 경우마다 A가 받는 흰 공과 검은 공의 개수 순서쌍을 먼저 확정하고 남은 공을 분배합니다.
B가 2개 이상 받는 경우는 전체 경우에서 B가 0개 또는 1개 받는 '여사건'을 빼는 방식으로 접근하면 계산을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
(팁: '이상/이하' 조건이 주어지고 그 범위가 넓을 때는 항상 여사건을 먼저 떠올려 보세요!)