⚫︎燃えよドラゴンズ、負けるなホークス(日本シリーズと数学)

 プロ野球の日本シリーズはセリーグの代表チームとパリーグの代表チームが日本一を目指して戦います。先に4勝したほうが優勝です。(どちらかが4勝したら終了です。)

優勝が決まるのは(引き分けはないとして)

A 4勝0敗   B 4勝1敗   C 4勝2敗  D 4勝3敗

のいずれかです。

[問題1]

過去72年間の対戦で、勝敗の結果は、上のA,B,C,Dのどれがいちばん多いでしょう。

 

 右のグラフを見てください。実際の勝敗結果です。多い順に

 「4勝2敗」→「4勝3敗」→「4勝1敗」→「4勝0敗」

 

 もし、これを数学の確率の計算をすると、どうなるでしょう。勝負する2チームの実力は同じとします。つまり「2人でじゃんけんして、1人が4回勝ったら終わり」と同じです。

 

[問題2]

 数学で計算すると

ア.  実際の結果と同じで、「4勝2敗」がいちばん多くなる。

イ.  実際の結果とは同じにならない。

 

 数学での結果は、実際とは少し違います(実際は0-4, 1-4, 2-4,  3-4の場合もあるので数字は2倍になります)。「4勝2敗」と「4勝3敗」とが同じになりました。やはり「2チームに差がある」のでしょうか。あるいは「選手が疲れる」のでしょうか。

 それでは、これはどういう「数学」を使って求めたのでしょう。「もう少し付き合ってもいい」と思われたら、次を見てください。

⚫︎「数学」で確率を求めてみる

 板倉聖宣さんは「数学とはイメージを描いて想像すること」「創造すること」と言っています。そこで

ともかく「イメージを描く」ために、excelを使って、起こりうるパターンを書き上げてみました。

 このうち4勝0敗は、4回試合をするので、起こる確率は                1/2×1/2×1/2×1/2=1/16

 4勝1敗は、5回試合をするので、1/2×1/2×1/2×1/2×1/2=1/32   4回起きるので 4/32=1/8

   4勝2敗は、6回試合をするので、1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2=1/64   10回起きるので 10/64=5/32

 4勝3敗は、7回試合をするので、1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2×1/2=1/128   20回起きるので  20/128=5/32

 

⚫︎もっとかんたんに求めたい人は

 いかがですか。「こんなめんどくさいことはイヤだ」と思った人には、エレガントな求め方があります。「本当に、[4勝2敗]と[4勝3敗]の確率が同じになるか」を求めます。

(解法)

 43敗、または、42敗になるためには、

32敗という場面が必ずあります。どちらかのチームが3勝を取るのです。その場合

 次の試合で

(ア)3勝のチームが勝てば42敗で終了です。

(イ)3勝のチームが負ければ33敗となりますが、その次の試合で

      どちらのチームが勝っても4勝3敗で終了です。

  そして、(ア)の起きる確率は12

                    (イ)  の起きる確率は12

      ですので、4勝2敗と43敗は同じ確率で起きることになります。

 

⚫︎数学は楽しいか、楽しくないか

 いかがでしたか。「数学がますますきらいになった」、いや「数学はけっこうおもしろい」、いろいろな感想が聞こえてきそうです。

 いずれにしても、「計算するのが数学」と思わずに、「まずイメージを描くこと」と思えば、もう少し「数学と仲良くなれる」かもしれません。

 私たち(猪塚と井藤)は、月に1回、数学のゼミをしています。毎回、イメージ、妄想を描いているのです。ごいっしょにいかがですか?