E01 計算問題
この問題の努力目標
覚える
技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。
問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。
技術士第一次試験の問題
問題番号が赤字のものは、ボーナス問題
H28年 Ⅰ-5-1 H27年 Ⅰ-5-3 H25年 Ⅰ-5-2
H23年 Ⅰ-5-3 H23年 Ⅰ-5-4 H19年 Ⅰ-5-3
H17年 Ⅰ-5-1 H17年 Ⅰ-5-5
同じ問題
H27年 Ⅰ-5-3 と H25年 Ⅰ-5-2 と H17年 Ⅰ-5-1
H28年Ⅰ-1-5
正答: ⑤
問題は産業廃棄物の流れとなっているが、その収支を追いかけるだけの簡単な問題である。
(解答)
単純な計算問題である。
① 83/207=40.1%
② 207/379=54.6%
207/13=15.9倍
③ 124/83=1.49倍
④ 159/379=42.0%
⑤ 379-83-290=6
6/379=1.6%
従って、⑤が誤り。引き算の答えが6であるところを60としたため。
H27年 Ⅰ-5-3
正答: ⑤
(解答)
a 100(km)/10(km/リットル)/3(人)×2.32(kg-CO2/リットル)=7.73(kg-CO2/人)
b 8000(kW)×500(km)/200(km/h)/1000(人)×0.47(kg-CO2/kWh)=9.40(kg-CO2/人)
c 0.5(kW)×4(h/D)×50(D)/4(人)×0.47(kg-CO2/kWh)=11.75(kg-CO2/人)
H23年 Ⅰ-5-3
正答: ②
(解答)
0℃、1気圧のガス1kmolは22.4m3の体積。
このガスを液化すると、CH4の分子量が12+4×1=16であるので、16(kg)/425(kg/m3)=0.0376(m3)の体積となる。
従って、CH4を液化するとその体積は、0.0376(m3)/22.4(m3)=1/596倍となる。
H23年 Ⅰ-5-4
正答: ③
(解答)
ある生産ラインにおいて生産されるA製品の1 個の質量が、平均80g、標準偏差4gの正規分布に従い、別の生産ラインにおいて生産されるB製品の1 個の質量が、平均120g、標準偏差3gの正規分布に従っているとする。
このとき、A製品から4個を取り出したときの平均質量は平均80g、標準偏差2gの正規分布に従う。
また、A製品から4個、B製品から4個を取り出したときの合計質量は平均800g、標準偏差10gの正規分布に従う。ただし、各製品の質量は統計的に独立とする。
(解説)
(ア)A製品の標本平均の期待値は母集団の平均と等しく80gとなります。
(イ)母標準偏差σ=4、標本数n=4より、標本平均の標準偏差σ=4/√4=2gとなります。(下の参考2)
(ウ)A製品の母集団の平均は80gなので4個で320g、B製品は120gなので4個で480g、
合計で800gです。
(エ)A製品の標準偏差σA=4よりσA2=16、同様にσB=3よりσB2=9。A製品4個、B製品4個ですから、
σ2=16×4+9×4=100。従って、σ=10gとなります。(下の参考1)
もう少し詳しい解説。
下に示すように、 σ2=σ12+σ22
この関係を(イ)に適用すると、
σ2A2=σA2+σA2
σ3A2=σ2A2+σA2=σA2+σA2+σA2
σ4A2=σ3A2+σA2=σA2+σA2+σA2+σA2
従って
σ4A2=42+42+42+42=64
σ4A=8
この標準偏差を示す重量は、80g×4=320g。
製品1個(80g)当たりの標準偏差はσ4A/4=8g/4=2gとなる。
同じく、(エ)では、
σ2=4×σA2+4×σB2=4×(42+32)=100
σ=10g
(ウ)で求めた、800gに対して10gの標準偏差です。
(参考)
関連する問題、H27年 Ⅰ-1-5 および H20年 Ⅰ-1-3(A13)より引用する。
(参考1)
H27年 Ⅰ-1-5
正答: ③
正規分布は、N(μ、σ2)と表す。μは平均値、σが標準偏差、σ2が分散である。
N(μ1、σ12)とN(μ2、σ22)が互いに独立している場合、つぎの分散の加法性が成り立つ。
σ2=σ12+σ22
(参考2)
H20年 Ⅰ-1-3
正答: ②
信頼区間(Wikipedia)より抜粋
H19年 Ⅰ-5-3
正答: ④
(解答)
(ア) 1(kg)/(1(m)×20(m)×10(m)×1000(kg/m3))×106(ppm)=5(ppm)
(イ) 1(リットル/1気圧)×1.2(気圧)/(6(m)×5(m)×4(m)×1000(リットル/m3))×106(ppm)+5(ppm)
=15(ppm)
H17年 Ⅰ-5-5
正答: ②
(解答)
全期間内費用=初期投資+総生産個数×変動加工費
設備Aと設備Bの全期間内費用を等式とする。
500万円+600円/個×?個=600万円+500円/個×?個
?=1万個となり、この個数を超えると設備Bが有利となる。
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