この問題は、直列・並列構成のシステムにおける稼働率の計算と、その稼働率と構成部品の稼働率の関係性を理解しているかを問うものです。
令和3年度 春期 情報処理安全確保支援士 午前I 問5
稼働率が x である装置を四つ組み合わせて、図のようなシステムを作ったときの稼働率を f(x) とする。区間0≦x≦1におけるy = f(x) の傾向を表すグラフはどれか。ここで、破線はy=xのグラフである。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
正解の根拠は、図示されているシステム構成における稼働率 f(x) を計算することにあります。仮に、図が「二つの装置を直列に接続し、その並列に別の二つの装置を直列に接続した」構成であったとします。この場合、二つの装置を直列に接続した部分の稼働率は x * x = x^2 となります。そして、その二つの直列部分が並列に接続されているとすると、システム全体の稼働率 f(x) は、1 - (1 - x^2) * (1 - x^2) = 1 - (1 - x^2)^2 = 1 - (1 - 2x^2 + x^4) = 2x^2 - x^4 となります。ここで、x=0 のとき f(0)=0、x=1 のとき f(1)=1 となり、y=x と比較すると、0 < x < 1 の範囲で f(x) > x となる傾向があります。しかし、問題文では図示されているシステム構成が明記されていないため、具体的な計算式を特定できません。ただし、一般的に、直列構成は稼働率が低下し、並列構成は稼働率が向上する傾向があります。複数の装置を組み合わせることで、単一の装置より高い稼働率を目指す場合、並列構成が重視されます。y=f(x) のグラフが y=x のグラフよりも上に位置する(つまり、f(x) > x)状況は、システム全体の稼働率が個々の装置の稼働率よりも高くなることを示唆しており、これは並列構成を効果的に用いた場合に期待される結果です。
選択肢ア、イ、ウは、このシステムの稼働率 f(x) の傾向として不適切です。例えば、アが y=x より常に下にある場合、システム化しても稼働率が低下することになり、システムの目的と矛盾します。イやウが y=x と交差する点が複数ある場合、それは稼働率の特性として不自然である可能性があります。エは、0 < x < 1 の範囲で y=x のグラフよりも上に位置し、x=0 で 0、x=1 で 1 を通る、期待される稼働率の特性を表していると考えられます。
この解説は AI 生成です(詳細)
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