问题
解答题
有人玩掷硬币走跳棋的游戏,已知硬币出现正反面为等可能性事件,棋盘上标有第0站,第1站,第2站,…,第100站,一枚棋子开始在第0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳动一次,若掷出正面,棋向前跳一站(从k到k+1),若掷出反面,棋向前跳两站(从k到k+2),直到棋子跳到第99站(胜利大本营)或跳到第100站(失败集中营)时,该游戏结束.设棋子跳到第n站概率为Pn. (1)求P0,P1,P2的值; (2)求证:Pn-Pn-1=-
(3)求P99及P100的值. |
答案
(1)棋子开始在第0站为必然事件,
∴P0=1.
第一次掷硬币出现正面,棋子跳到第1站,其概率为
,1 2
∴P1=
.1 2
棋子跳到第2站应从如下两方面考虑:
①前两次掷硬币都出现正面,其概率为
;1 4
②第一次掷硬币出现反面,其概率为
.1 2
∴P2=
+1 4
=1 2
.3 4
(2)证明:棋子跳到第n(2≤n≤99)站的情况是下列两种,而且也只有两种:
①棋子先到第n-2站,又掷出反面,其概率为
Pn-2;1 2
②棋子先到第n-1站,又掷出正面,其概率为
Pn-1.1 2
∴Pn=
Pn-2+1 2
Pn-1.1 2
∴Pn-Pn-1=-
(Pn-1-Pn-2).1 2
(3)由(2)知,当1≤n≤99时,
数列{Pn-Pn-1}是首项为P1-P0=-
,公比为-1 2
的等比数列.1 2
∴P1-1=-
,P2-P1=(-1 2
)2,P3-P2=(-1 2
)3,…,Pn-Pn-1=(-1 2
)n.1 2
以上各式相加,得Pn-1=(-
)+(-1 2
)2+••+(-1 2
)n,1 2
∴Pn=1+(-
)+(-1 2
)2++(-1 2
)n=1 2
[1-(-2 3
)n+1](n=0,1,2,,99).1 2
∴P99=
[1-(2 3
)100],1 2
P100=
P98=1 2
•1 2
[1-(-2 3
)99]=1 2
[1+(1 3
)99].1 2