問題プレビューID: 50bf255e

問 3

次の例に示すように、関数 f(x)f(x) は xx 以下で最大の整数を表す。

f(1.0)=1f(1.0) = 1 f(0.9)=0f(0.9) = 0 f(−0.4)=−1f(-0.4) = -1

小数点以下 1 桁の小数 −0.9,−0.8,…,−0.1,0.0,0.1,…,0.8,0.9-0.9, -0.8, \dots, -0.1, 0.0, 0.1, \dots, 0.8, 0.9 から xx を等確率で選ぶとき、f(x+0.5)f(x + 0.5) の期待値(平均値)は幾らか。

解説

xx の候補は −0.9-0.9 から 0.90.9 まで 0.1 刻みの 19 個です。 それぞれの xx に対して f(x+0.5)f(x + 0.5) の値を求めます。

  1. x=−0.9,−0.8,−0.7,−0.6x = -0.9, -0.8, -0.7, -0.6 のとき: x+0.5x + 0.5 は −0.4,−0.3,−0.2,−0.1-0.4, -0.3, -0.2, -0.1 となり、f(x+0.5)=−1f(x + 0.5) = -1 です。(4 個)
  2. x=−0.5,−0.4,…,0.0,…,0.4x = -0.5, -0.4, \dots, 0.0, \dots, 0.4 のとき: x+0.5x + 0.5 は 0.0,0.1,…,0.90.0, 0.1, \dots, 0.9 となり、f(x+0.5)=0f(x + 0.5) = 0 です。(10 個)
  3. x=0.5,0.6,0.7,0.8,0.9x = 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 のとき: x+0.5x + 0.5 は 1.0,1.1,1.2,1.3,1.41.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 となり、f(x+0.5)=1f(x + 0.5) = 1 です。(5 個)

期待値は各値の合計を全個数で割ったものなので: (−1×4)+(0×10)+(1×5)19=−4+519=119\frac{(-1 \times 4) + (0 \times 10) + (1 \times 5)}{19} = \frac{-4 + 5}{19} = \frac{1}{19}

正解は「エ」です。