「 A について説明せよ。」という問題に対し、答え方の1つとして、「 A は A1 と A2 とに分けることができる。そして、A1 は A11 と A12 とに分けることができる。また、A2 は A21 と A22 と A23 とに分けることができる。さらに、A11 は A111 と A112 とに分けることができる。それから、A12 は ・・・・」というふうに分類を示す方法があります。分類するとは「集合論的構造」を示すということです。 集合「A111」は 集合「A11」に含まれ、集合「A11」は 集合「A1」に含まれ、集合「A1」は 集合「A」に含まれます。
「異なる物でも同じ物として認めるが数学です。だから、数学は数を数えることから始まるのです。」リンゴが1個、2個、3個、・・・。リンゴが1個、2個、3個と数えることができるのも、その個体たちが、「リンゴという集合の要素である。」という視点に立つからです。リンゴの個数を数えるとは、1つ1つのリンゴを 集合「リンゴ」の要素として取り扱い、要素の数を数えるということです。
確率の問題は、集合の要素として取り扱うよりも、すべて個性のあるものとして取り扱う方が間違いが少なくなります。しかし、何通りあるのかを数えるのに時間がかかり、場合によっては集合の要素として取り扱うほうが簡単なこともあります。その例を以下に示します、
「赤玉が3個と白玉が3個入っている袋の中から無作為に玉を2個取り出したとき、それが赤玉と白玉である確率を求めよ。」という問題の解法についてです。
すべての玉に個性があるとして考えます。
6個の玉から2個の玉を取り出すすべての組み合わせの数は、6C2 =→ 15( 通り )
そのうち、赤玉と白玉のペアになるのは何通りかというと、
赤玉3個の中から1個を選ぶ3通りと白玉3個の中から1個を選ぶ3通りとを掛け合わせた9通り。
したがって、答えは 9/15 =→ 3/5 ということになります。
さらに、最初に取り出す玉と最後に取り出す玉の区別もして考えることにします。
すべての場合の数は、6P2 =→ 30( 通り )
そのうち、赤玉と白玉のペアになるのは何通りかというと、
最初に取り出す玉が赤玉で最後に取り出す玉が白玉の場合は、3×3 =→ 9( 通り )
最初に取り出す玉が白玉で最後に取り出す玉が赤玉の場合は、3×3 =→ 9( 通り )
したがって、赤玉と白玉のペアになるのは、9+9 =→ 18( 通り )
したがって、答えは 18/30 =→ 3/5 ということになります。
同じ色の玉には個性がないとして考えます。つまり、集合「赤玉」の要素と集合「白玉」の要素として玉を取り扱います。
最後に選ぶ玉が最初に選んだ玉と異なる色になる確率を求めればいい。
それは5個ある玉のうち多い色の玉を選ぶ確率になるので、 3/5 になる。