假设有一个硬币,抛出字(背面)和花(正面)的概率都是0.5,而且每次抛硬币与前次结果无关。现在做一个游戏,连续地抛这个硬币,直到连续出现两次字为止,问平均要抛多少次才能结束游戏?注意,一旦连续抛出两个“字”向上游戏就结束了,不用继续抛。
首先抛一枚硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5;如果是字,那么再抛一次硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5*0.5,如果还是字,则结束游戏,这件事发生的概率为0.5*0.5;设抛硬币的期望次数为T
T=0.5(1+T)+0.5*0.5(1+1+T)+0.5*0.5(1+1) 得T=6
现在来考虑需要连续抛出n次字的情况。
方法1:和上面的想法一样,首先抛一枚硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5;如果是字,那么再抛一次硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5*0.5,如果还是字,那么再抛一次硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5*0.5*0.5,如果还是字,那么再抛一次硬币,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5^4……以此类推下去,直至出现n次字,则结束游戏,这件事发生的概率为0.5^n;设抛硬币的期望次数为Tn
Tn=0.5*(1+Tn)+0.5^2*(2+Tn)+0.5^3(3+Tn)+……+0.5^n*(n+Tn)+0.5^n*n 得Tn=2^(n+1)-2
方法2:使用递推法,首先抛掷Tn-1次,得到连续n-1个字,则再抛掷一次,如果是花,则需要重新开始,这件事发生的概率为0.5;如果是字,则游戏结束,这件事发生的概率同样为0.5;
Tn=Tn-1+0.5*(1+Tn)+0.5*1 由于T1=2 可得Tn=2^(n+1)-2