慶大理工数学'05年[A2]
点Pが数直線上の整数点(座標が整数である点)を次の規則にしたがって正の方向に移動していく。
(i) 最初の時点でのPの座標は0である(Pは原点Oの上にある)。
(ii) ある時点でのPの座標がkのとき、次の時点でPは座標
の点か、または座標
の点のどちらかに、それぞれ
の確率で移動する。 正の整数nに対して、ある時点でPの座標がnとなる確率(すなわち、Pが座標nの点を飛びこえてしまわない確率)を
で表す。たとえば、
,
,
= カ ,
= キ である。すると、
は漸化式
= ク をみたす。したがって、
をnの式で表すと ケ となり、
= コ である。
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解答 (カ) 右の樹形図は、枝1本の確率はすべて
樹形図より、
......[答] (独立試行の確率を参照)
(キ)
......[答]
(ク) 座標nの点に来るのは、座標
の点から直接nに来るか、座標
の点からnに来るかのいずれかで、この両者は排反です。座標
の点,座標
の点に来る確率はそれぞれ
,
であり、そこから各々
の確率でnに来るので、座標nに来る確率
は、
......[答] ・・・@これは3項間漸化式です。別解 座標nの点を飛び越える(確率
)事象は、座標
の点にいる(確率
)ときに確率
で起こります。よって、 ∴
......[答] ・・・C
とすることもできます。これは2項間漸化式です。
(ケ) @の特性方程式は、
∴
@ ⇔
これより、数列
は、初項
,公比
の等比数列。
よって、
・・・A
@ ⇔ 
よって、
・・・B
B−Aより、
∴
......[答]別解 (ク)でCの方を解答とした場合には、
と
をαで置き換えた1次方程式、
・・・Dより、
C−Dより、
は、初項:
,公比:
の等比数列で、 ∴
......[答]となります。
(コ)
のとき
より、
......[答] (数列の極限を参照)
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