08s2

白黒2種類のカードがたくさんある。そのうちk枚のカードを手もとにもっているとき、次の操作(A)を考える。
(A) 手持ちのk枚の中から1枚を、等確率\frac1kで選び出し、それを違う色のカードにとりかえる。
以下の問(1),(2)に答えよ。
(1) 最初に白2枚、黒2枚、合計4枚のカードをもっているとき、操作(A)をn回繰り返した後に初めて、4枚とも同じ色のカードになる確率を求めよ。
(2) 最初に白3枚、黒3枚、合計6枚のカードをもっているとき、操作(A)をn回繰り返した後に初めて、6枚とも同じ色のカードになる確率を求めよ。
(1)
(A)を奇数回繰り返した時は多い方が3枚,少ない方が1枚となる.奇数回目で4枚とも同じ色のカードになる確率は0,偶数回目で4枚とも同じ色のカードになる確率は\frac14
これよりn回目で初めて4枚とも同じ色のカードになる確率はnが奇数のとき0,nが偶数のとき\frac14\cdot\left(\frac34\right)^{\frac n2-1}
(2)
(A)を偶数回繰り返しても全て同じ色のカードにはならない.
(A)を奇数回繰り返した後の状態を考えると,少ないほうが2枚の状態か全て同じ色の状態である.
少ない方が2枚の状態から(A)を2回繰り返すと,確率\frac26\cdot\frac16=\frac1{18}で全て同じ色の状態になり,確率\frac{17}{18}で少ないほうが2枚の状態に戻る.
1回目では全て同じ色のカードにはならないことに注意して,
n回目で初めて全て同じ色のカードになる確率は,nが1か偶数のとき0,nが3以上の奇数のとき\frac1{18}\cdot\left(\frac{17}{18}\right)^{\frac{n-3}2}
最終更新:2011年11月01日 19:52