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この問題、500円硬貨を入れた場合のことを考慮してなくないですか？
なんなら硬貨のみしか入れられないとか書いてないから札についても考えられてなくないですか？

以下問題文引用
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300円の商品を販売する自動販売機の状態遷移図はどれか。ここで，入力と出力の関係を"入力／出力"で表し，入力の"a"は"100円硬貨"を，"b"は"100円硬貨以外"を示し，S0～S2は状態を表す。入力が"b"の場合はすぐにその硬貨を返却する。また，終了状態に遷移する際，出力の"1"は商品の販売を，"0"は何もしないことを示す。

一応ｂは100円硬貨以外を表しているので500円硬貨も札も考慮はされていますね。
ですが、状態遷移図を見てわかる通り、この問題の自販機は500円だろうが札だろうが返却され、
100円硬貨でしか買えない仕様になってますね。
現実ではありえない仕様ですが、問題を簡略化するためにこのようにしたのではないかと思い
ます。

この問題の自販機の正体はガチャガチャだと思えばそんなに悩まずにすむと思います。

ガチャガチャ！
なんか納得しました。ありがとうございます。