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.
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 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 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
В положение 2 после второго шага возможно попасть только из положения 1, делая один шаг вперед. Вероятность попадания в 2 за два шага равна
Далее образование коэффициентов при степенях определяется треугольником Паскаля. Предположим, что робот сделал до остановки k шагов. Тогда существует 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.
Для вероятность остановки в положении равна в положении (на расстоянии 2 шага от начала движения) эта вероятность равна в положение (на расстоянии 4 шага от начального положения) и т. д. в положении эта вероятность равна В варианте Вероятность остановится в положении, отстоящем от начального не более двух шагов, равна
а вероятность противоположного события Для вероятность остановки в положении равна в положении (на расстоянии 3 шага от начала движения) — и т. д. остановка в положении происходит с вероятностью
Ответ:
Ответ: