сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Робот может со­вер­шать рав­ные по длине шаги по до­рож­ке впе­ред и назад, при этом выбор на­прав­ле­ния дви­же­ния каж­до­го шага яв­ля­ет­ся слу­чай­ным и рав­но­воз­мож­ным. Робот сде­лал 10 шагов и оста­но­вил­ся. Найти ве­ро­ят­ность того, что он ока­жет­ся на рас­сто­я­нии более двух шагов от на­ча­ла дви­же­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Если шагов всего один, то робот может оста­но­вить­ся в двух по­ло­же­ни­ях, услов­но изоб­ра­жен­ных на ри­сун­ке.

Здесь 0  — на­ча­ло дви­же­ния, −1  — шаг назад, 1  — шаг впе­ред. Ве­ро­ят­ность по­пасть в по­ло­же­ния −1 и 1 оди­на­ко­вая и равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Если шагов два, то су­ще­ству­ет три воз­мож­ных по­ло­же­ния ро­бо­та в конце дви­же­ния, услов­но обо­зна­чен­ных на ри­сун­ке.

В по­ло­же­ние −2 можно по­пасть из по­ло­же­ния −1 после пер­во­го шага, со­вер­шив шаг назад. Таким об­ра­зом, ве­ро­ят­ность по­па­да­ния в по­ло­же­ние −2 за два шага равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =C_2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби . В по­ло­же­ние 0 можно по­пасть из по­ло­же­ний −1 и 1 после пер­во­го шага, со­вер­шив шаги впе­ред и назад со­от­вет­ствен­но. Тогда ве­ро­ят­ность по­па­да­ния в по­ло­же­ние 0 после двух шагов равна

2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =C_2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби .

В по­ло­же­ние 2 после вто­ро­го шага воз­мож­но по­пасть толь­ко из по­ло­же­ния 1, делая один шаг впе­ред. Ве­ро­ят­ность по­па­да­ния в 2 за два шага равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =C_2 в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби .

Далее об­ра­зо­ва­ние ко­эф­фи­ци­ен­тов при сте­пе­нях  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби опре­де­ля­ет­ся тре­уголь­ни­ком Пас­ка­ля. Пред­по­ло­жим, что робот сде­лал до оста­нов­ки k шагов. Тогда су­ще­ству­ет k плюс 1 воз­мож­ных по­ло­же­ний, в ко­то­рых он может оста­но­вить­ся. Край­ние из них на­хо­дят­ся на рас­сто­я­нии k шагов от на­чаль­но­го по­ло­же­ния дви­же­ния. Рас­сто­я­ние между со­сед­ни­ми по­ло­же­ни­я­ми равно двум шагам. На рис. изоб­ра­же­ны эти по­ло­же­ния для чет­ных и не­чет­ных k.

k=2m

k=2m плюс 1

Для k=2 m ве­ро­ят­ность оста­нов­ки в по­ло­же­нии равна C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , в по­ло­же­нии \pm 2 (на рас­сто­я­нии 2 шага от на­ча­ла дви­же­ния) эта ве­ро­ят­ность равна C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , в по­ло­же­ние \pm 4 (на рас­сто­я­нии 4 шага от на­чаль­но­го по­ло­же­ния) C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби и т. д. в по­ло­же­нии \pm 2 m эта ве­ро­ят­ность равна C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби умно­жить на В ва­ри­ан­те 1 m=5 . Ве­ро­ят­ность оста­но­вит­ся в по­ло­же­нии, от­сто­я­щем от на­чаль­но­го не более двух шагов, равна

P левая круг­лая скоб­ка \barA пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби левая круг­лая скоб­ка C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 6 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби ,

а ве­ро­ят­ность про­ти­во­по­лож­но­го со­бы­тия P левая круг­лая скоб­ка A пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби . Для k=2 m плюс 1 ве­ро­ят­ность оста­нов­ки в по­ло­же­нии \pm 1 равна C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , в по­ло­же­нии \pm 3 (на рас­сто­я­нии 3 шага от на­ча­ла дви­же­ния)  — C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , и т. д. оста­нов­ка в по­ло­же­нии \pm левая круг­лая скоб­ка 2 m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка про­ис­хо­дит с ве­ро­ят­но­стью C_k в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

 

Ответ: P левая круг­лая скоб­ка A пра­вая круг­лая скоб­ка =1 минус дробь: чис­ли­тель: C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс C_10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 6 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби .