あるクラスに男子$4$名（$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$，$\mathrm{D}$），女子$5$名（$\mathrm{E}$，$\mathrm{F}$，$\mathrm{G}$，$\mathrm{H}$，$\mathrm{I}$），計$9$名の生徒がいる．以下の各問に答えよ．

このクラスでは，下図のように先生$1$名を含めて$10$名で$1$つの丸いテーブルを囲んで座っている．このとき，以下の並び方について答えよ．
（図は省略）
(1)先生の右隣りに男子生徒が座る並び方は何通りあるか．
(2)先生の両隣りに男子生徒が座る並び方は何通りあるか．
(3)女子生徒同士が隣り合わないように座る並び方は何通りあるか．
いま，このクラスで$4$名の発表者を選ぶことになった．このとき，以下の発表者の選び方について答えよ．
(4)生徒全員からの発表者の選び方は何通りあるか．
(5)男子生徒から$2$名かつ女子生徒から$2$名の発表者の選び方は何通りあるか．

ある高校の写真部には，$1$年生が男子$3$名，女子$2$名の計$5$名，$2$年生が男子$(6-x)$名，女子$x$名の計$6$名，$3$年生が男子$1$名，女子$3$名の計$4$名，全員で$15$名が所属している．

(1)$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，選ばれた生徒の中に$2$年生が含まれる確率を求めよ．
(2)$2$年生$6$名は，両端が女子生徒になるように$1$列に並ぶことができる．そのような並び方が$144$通りであるとき，$x$の値を求めよ．
(3)$x$が$(2)$で求めた値をとるとする．$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，$3$名とも女子生徒で，かつ$3$名の学年がそれぞれ異なる確率を求めよ．

ある高校の写真部には，$1$年生が男子$3$名，女子$2$名の計$5$名，$2$年生が男子$(6-x)$名，女子$x$名の計$6$名，$3$年生が男子$1$名，女子$3$名の計$4$名，全員で$15$名が所属している．

(1)$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，選ばれた生徒の中に$2$年生が含まれる確率を求めよ．
(2)$2$年生$6$名は，両端が女子生徒になるように$1$列に並ぶことができる．そのような並び方が$144$通りであるとき，$x$の値を求めよ．
(3)$x$が(2)で求めた値をとるとする．$15$名の部員から同時に$3$名の生徒を選んだとき，$3$名とも女子生徒で，かつ$3$名の学年がそれぞれ異なる確率を求めよ．

$\mathrm{A}$市から$\mathrm{B}$市へ移動するには電車による方法とバスによる方法の$2$つがある．$\mathrm{A}$市から$\mathrm{B}$市までの電車の運賃は$420$円である．また，バスの運賃は$480$円であるが，バス会社は$25$人まで乗車できる団体券も発行している．団体券は前売り制であり，前日までに$1$万円で購入しなければならず，払い戻しはできない．このとき，以下の問いに答えよ．

(1)$25$人以上$50$人以下のグループが$\mathrm{A}$市から$\mathrm{B}$市まで移動する．全員が同じ手段でそろって移動し，グループの人数は前日までに確定しているとする．このとき電車を使って移動した方が運賃が安くなるのはグループの人数が何人以上，何人以下のときか．
(2)前問で求めた，電車を利用した方が運賃が安くなる最大人数より$1$人だけ人数が多いグループが$\mathrm{A}$市から$\mathrm{B}$市まで移動する．ただし，このうち$1$人は当日移動を取り止める可能性があり，その確率は$p$である．このとき，前日にバスの前売り券を買っておくとすると，当日移動した人の$1$人あたりの運賃の期待値はいくらか．また，これが電車賃より安くなるのは$p$がどのようなときか．

次の問いに答えよ．

(1)2人乗りの車を持っているA君は，B君，C君とP地点からQ地点へ出かけることにした．B君はA君の車に乗り，C君は歩くこととし，3人同時にP地点を出発した．しばらくしてB君は車から降りて歩くこととし，A君はC君を迎えに引き返し，C君を乗せてQ地点へ向かうと，ちょうどQ地点でB君と一緒になった．車の速さはつねに毎時$v\;$kmで，歩く速さは2人とも毎時$p\;$km \ ($v>p$)とする．乗り降りに要する時間は無視する．

(2)P地点からQ地点までの平均の速さを求めよ．
(3)P地点からQ地点までの移動でどれだけの時間をA君は1人で車に乗っていたか，その割合を求めよ．

(4)2人乗りの車を持っているA君は，B$_1$君，B$_2$君，$\cdots$，B$_n$君とP地点からQ地点へ出かけることにした．最初B$_1$君はA君の車に乗り，残りの$(n-1)$人は歩くこととし，全員同時にP地点を出発した．しばらくしてB$_1$君は車から降りて歩くこととし，A君はB$_2$君を迎えに引き返し，B$_2$君を乗せてQ地点へ向かう．途中，歩いているB$_1$君と出会ったところでB$_2$君を降ろし，B$_3$君を迎えに引き返す．これを繰り返して最後のB$_n$君を乗せてQ地点へ向かうと，ちょうどQ地点で全員が一緒になった．車の速さはつねに毎時$v\;$kmで，歩く速さは全員同じで毎時$p\;$km$(v>p)$とする．乗り降りに要する時間は無視する．「$n$は，2以上の整数とする．」

(5)P地点からQ地点までの平均の速さを求めよ．
(6)P地点からQ地点までの移動でどれだけの時間をA君は1人で車に乗っていたか，その割合を求めよ．

男子$6$人，女子$4$人のメンバーから，くじ引きで$3$人の代表を選ぶ．このとき次の値を求めよ．

(1)選ばれる全員が男子の確率，および全員が女子の確率．
(2)選ばれる女子が$1$人の確率，および$2$人の確率．
(3)選ばれる女子の人数の期待値．

じゃんけんについての次の問いに答えよ．ただし，全員がグー，チョキ，パーを無作為に出すとする．

(1)$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$の$2$人がじゃんけんをする．あいこのときは繰り返すが，じゃんけんの回数は最大$n$回とする．このとき$\mathrm{A}$が勝つ確率を求めよ．
(2)$\mathrm{A}$，$\mathrm{B}$，$\mathrm{C}$の$3$人がじゃんけんをする．$1$回目は$3$人で始め，負けた者は抜けることとしてじゃんけんを繰り返すが，じゃんけんの回数は最大$n$回とする．このとき$\mathrm{A}$ひとりが勝ち残る確率を求めよ．

方程式$x^2+px+p+1=0$の解を$\alpha,\ \beta$とする．この時，方程式$x^2+qx+q-1=0$の解が$\displaystyle \frac{2}{\alpha},\ \frac{2}{\beta}$となった．$p$の値を求めなさい．ただし，$p$と$q$は正整数とする．

\fbox{この問題は$q$が正整数にならないため，受験者全員正解とした．}