3点が三角形を作る確率

縦 33 個、横 55 個に並んだ 3×53 \times 5 個の格子点から、相異なる 33 点を無作為に選ぶ。この 33 点が三角形の 33 頂点となる確率を求めよ。

この頁は既定のパラメータ(横の個数 n = 5)での解答例です。

東京大学 2026年度 理科第2問 の形式を参考に作成したオリジナル問題です(実際の入試問題ではありません)。

解答

解説(ステップ)

  1. 1まず3n個から3点を選ぶ全組合せを数えます
    Nall=(3n3)=455N_{\mathrm{all}} = \binom{3n}{3} = 455
  2. 2各3点の外積が0かを厳密に調べ、共線な組を除きます
    Nline=43N_{\mathrm{line}} = 43
  3. 3三角形になる組を全組合せで割ります
    P=412455=0.905495P = \frac{412}{455} = 0.905495

この解法は人手で実装し、単体テストで検証しています(自動生成の答案ではありません)。

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