$m$は正の整数とする．箱の中に，$1$と書かれたカードが$1$枚，$2$と書かれたカードが$2$枚，$3$と書かれたカードが$3$枚，$\cdots$，$2m$と書かれたカードが$2m$枚入っている．この箱の中から，$1$枚のカードを取り出し，書かれている数字を記録してからもとに戻す操作を$n$回繰り返す．

(1)箱の中にカードは全部で
\[ m([ア]m+[イ]) \text{枚} \]
入っている．
(2)$n=1$のとき，偶数のカードを取り出す確率は
\[ \frac{m+[ウ]}{[エ]m+[オ]} \]
である．
また，$n=2$のとき，記録した$2$個の数の和が偶数である確率は
\[ \frac{[カ]m^2+[キ]m+[ク]}{[ケ]m^2+[コ]m+[サ]} \]
である．
(3)記録した$n$個の数の和が偶数である確率を$p_n$とする．$p_n$を$m,\ n$を用いて表すと
\[ p_n=\frac{[シ]}{[ス]} \left( \frac{[セ]}{[ソ]m+[タ]} \right)^n+\frac{[チ]}{[ツ]} \]
である．

$0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4$の数字が$1$つずつ記入された$5$枚のカードがある．この$5$枚のカードの中から$1$枚引き，数字を記録して戻すという作業を$3$回繰り返す．ただし，$3$回ともどのカードを引く確率も等しいとする．記録した$3$つの数字の最小値を$X$とするとき，次の各問いに答えよ．

(1)$k=0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4$に対して確率$P(X \geqq k)$を求めよ．
(2)確率変数$X$の確率分布を表で表せ．
(3)確率変数$X$の平均（期待値）$E(X)$を求めよ．
(4)確率変数$X$の分散$V(X)$を求めよ．

赤いカードが$6$枚，白いカードが$2$枚入っている箱の中から，カード$1$枚取り出し，色を記録してから，取り出したカードをもとの箱に戻すことを$10$回続けて行うこととする．$8$回以上赤いカードが出る確率を$p$，$8$回以上白いカードが出る確率を$q$としたとき，$\displaystyle \frac{109p}{7q} \times 3^{-8}$の値を求めよ．

$N$は$4$以上の整数とする．次の規則にしたがって$1$個のさいころを繰り返し投げる．

規則:出た目を毎回記録し，偶数の目が$3$回出るか，あるいは奇数の目が$N$回出たところで，さいころを投げる操作を終了する．

ただし，さいころの目の出方は同様に確からしいとする．次の問いに答えよ．

(1)さいころを投げる回数は，最大で何回か．
(2)さいころを$3$回投げて操作を終了する確率を求めよ．
(3)さいころを$N$回投げて操作を終了する確率を求めよ．
(4)最後に奇数の目が出て操作を終了する確率を求めよ．
(5)$N=4$のとき，さいころを投げる回数の期待値を求めよ．

$n$を自然数とする．袋の中に$n$枚のカードが入っていて，それらに$1$から$n$までの自然数がひとつずつ書かれている．袋からカードを$1$枚取り出し，書かれている数を記録し，カードを袋に戻すという試行を$3$回繰り返す．$3$回の試行で記録された数の最大値を$X$とするとき，$X$の期待値を求めよ．

袋の中に$1$から$10$までの自然数が$1$つずつ書かれたボールが$10$個入っている．次の問いに答えよ．

(1)袋の中から$3$個のボールを同時に取り出すとき，$3$個のボールに書かれた数の和が$8$になる確率を求めよ．
(2)袋から$1$個のボールを取り出して，書かれている数字を記録し袋に戻す．これを$3$回繰り返すとき，記録された$3$つの数字のうち，ちょうど$2$つが同じ数字になる確率を求めよ．

袋の中に$1$から$n$までの自然数が$1$つずつ書かれたボールが$n$個入っている．次の問いに答えよ．ただし$n \geqq 3$とする．

(1)袋の中から$3$個のボールを同時に取り出すとき，$3$個のボールに書かれた数の和が$8$になる確率を求めよ．
(2)袋から$1$個のボールを取り出して，書かれている数字を記録し袋に戻す．これを$3$回繰り返すとき，記録された$3$つの数字のうち，ちょうど$2$つが同じ数字になる確率を求めよ．
(3)$(2)$で求めた確率が$\displaystyle \frac{1}{2}$以上となる$n$の範囲を求めよ．

箱の中に，数字の$1$が書かれたカードと数字の$2$が書かれたカードが，それぞれ$1$枚ずつ入っている．この箱の中から$1$枚のカードを取り出し，数字を記録して箱に戻す．これを$n$回繰り返したとき，記録された数字の和が$3$の倍数である確率を$P_n$とする．

(1)$P_1,\ P_2$を求めよ．
(2)$P_{n+1}$を$P_n$を用いて表せ．
(3)$P_n$を$n$を用いて表せ．

箱の中に$1$から$9$までの異なる整数が$1$つずつ書かれたカードが$9$枚入っている．「箱からカードを$1$枚引き，カードに書かれた整数を記録して箱の中に戻す」という操作を$3$回繰り返す．記録された$3$つの整数の最小値を$m$，最大値を$M$とする．次の問いに答えよ．

(1)$m=M$となる確率を求めよ．
(2)$5<m$となる確率および$M<5$となる確率を求めよ．
(3)$m \leqq 5 \leqq M$となる確率を求めよ．

箱の中に$1$から$9$までの異なる整数が$1$つずつ書かれたカードが$9$枚入っている．「箱からカードを$1$枚引き，カードに書かれた整数を記録して箱の中に戻す」という操作を$3$回繰り返す．記録された$3$つの整数の最小値を$m$，最大値を$M$とする．次の問いに答えよ．

(1)$5<m$となる確率および$M<5$となる確率を求めよ．
(2)$m \leqq 5 \leqq M$となる確率を求めよ．
(3)$k=1,\ 2,\ \cdots,\ 9$に対して，$m \leqq k \leqq M$となる確率を$p(k)$とする．$p(k)$の最大値，最小値を求めよ．