Тема . Количество способов, исходов, слагаемых и теория вероятностей

Аксиоматическая вероятность, случайные величины и их моменты (мат.ожидание)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела количество способов, исходов, слагаемых и теория вероятностей
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76631

Блоха Кузя может совершать прыжки по прямой L.  Старт для прыжков находится в точке A  прямой L,  длина одного прыжка h,  направление каждого прыжка выбирается случайным и равновозможным. Найти вероятность того, что, сделав от четырех до восьми случайных прыжков, Кузя хотя бы один раз будет находиться на расстоянии 3h  от A.

Источники: Росатом-2022, Москва,11.3 (см. olymp.mephi.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Нам нужно найти вероятность какого-то сложного события. Понятно, что она состоит из суммы вероятностей более простых событий, которые входят в сложное. Будет удобно ввести величину, к примеру, p(n,k) — вероятность того, что сделав k прыжков, блоха окажется в точке с координатой nh.

Подсказка 2

Понятно, что p(n,k) определяется рекуррентно через р(n-1, k-1) и p(n+1, k-1), а также мы знаем, чему равно p(n,n). Теперь осталось понять, для каких n и k нам нужны значения p(n,k), и вычислить их.

Подсказка 3

Будет достаточно p(n, k) для n от 4 до 8 и k от 3 до 8. Останется сложить все нужные величины и не забыть, что количество прыжков — от 4 до 8 — равновероятно.

Показать ответ и решение

Обозначение: pk
n  — вероятность того, сделав k∈{1,2,...  } прыжков блоха отклоняется от A  на величину nh,n ∈{±1,±2,...} (отрицательные n  указывают, что блоха находится слева от A,  положительные — справа, число n = 0  соответствует точке A  ).

Свойства  k
pn :

1) k
pn =0  для           n   1
n >0,k< n,pn = 2n

2) pkn =pk−n  (равновозможность направления прыжка)

3) попасть на (k+1)  прыжке в положение nh  возможно по условию только из положений (n− 1)h  и (n+ 1)h  с вероятностью  0,5,  поэтому

                     (          )
pkn+1= 1pkn−1+ 1pkn+1 = 1 pkn−1+ pkn+1
      2      2      2

4) при фиксированном k≥ 1  и всех, для n >k ⇒ pkn = 0.  Ниже приведена часть таблицы для определения pkn

PIC

Вероятности, что Кузя закончил прыжки в точке 3h,  записаны в столбце с номером n= 3  и строками от k =4  до k= 8  (отмечены желтым). Но Кузя побывал в точке 3h,  и, если он закончил движение в точках расположенных правее 3h  (до 8h  включительно), соответствующие позиции отмечены зеленым. Однако Кузя мог, побывав в точке 3h,  закончить движение и в симметричных относительно 3h  точках (т.е. слева от 3h,  но с теми же вероятностями, что и справа от 3h  ), поэтому отмеченные зеленым вероятности надо умножить на 2.  Для n= −3  числа те же.

Считаем, что количество прыжков от 4  до 8  равновероятно (с вероятностью 1∕5  ). Тогда суммируем вероятности, отмеченные желтым, добавляем удвоенные вероятности, отмеченные зеленым, результат умножаем на 2  и на 1∕5.  Получим

2(-1     5-  1-   ( 3-  1-)    21-  (-7-  -1-)    (-7  -1  -1-)  )   73-
5 16 ⋅2+ 32 + 32 ⋅2+  32 + 64 ⋅2+ 128 + 128 + 128 ⋅2+ 64 + 32 +256 ⋅2 = 160
Ответ:

-73
160

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!