6-18 至急是非宜しくです、 高校数学の確率です
xy平面上に点P[0],P[1],P[2],....P[n]を次のように決める まずP[0]は(0,0)とし一般にP[k](k=0,1,2,,,,n-1)が(a,b)であるとき、P[k+1]は(a+1,b)または(a+1,b+1)であり、いずれであるかは等確率(=1/2ずつ)とする 折れ線P[0]P[1]P[2],,,P[n]と2つの直線y=0,x=nが囲む図形の面積の期待値をE[n]としてE[5]を求めよ
解説 E[5]といっても平凡に考えれば2^5通りについて調べなければなりません ところが、次のように一般のE[n]を求める巧妙な解法があります
P[1]が(1,0)か(1,1)かで場合を分けてE[n]をE[n-1]で表してみると
E[n]=1/2・E[n-1]+1/2・(E[n-1]+n-1/2)=E[n-1]+1/2・(n-1/2)
よってE[n]-n^2/4=E[n-1]-(n-1)^2/4(E[1]-1/4=0)
したがってE[n]=n^2/4 よってE[5]=25/4
注 たとえば、サイコロで出る目の数の期待値は
1/2・1/3・(1+3+5)+1/2・1/3・(2+4+6)というように奇遇に分けて計算することができますが上で漸化式を立てるときも、これと同じような事をしているわけで決して''和の期待値は期待値の和''などの高級な知識を使っているわけでは有りません なお、上の結論は
P[k](a,b)が平均的にはP[k+1](a+1,b+1/2)となることを意味しており納得がいきますね
以下疑問点です
解説のE[5]といっても平凡に考えると2^5通り調べなければならない の所なのですがE[5]を求める場合何故2^5通り調べることになるのですか?
E[n]をE[n-1]で表すときにE[n]=1/2・E[n-1]+1/2・(E[n-1]+n-1/2)で求めているのですが
何でこの式になるのか分かりません
そしてE[n]=1/2・E[n-1]+1/2・(E[n-1]+n-1/2)この式をE[n]-n^2/4=E[n-1]-(n-1)^2/4
にどうやって変形してのか分からないです
(=E[1]-1/4=0)の所なのですがE[1]って何で1/4になるんですか?
後は注のサイコロの出る目の期待値が1/2・1/3・(1+3+5)+1/2・1/3・(2+4+6)になるのが分からないです
なお、上の結論はP[k](a,b)が平均的にはP[k+1](a+1,b+1/2)となることを意味しており
の所なのですが、何故そのような事が言えるのか分からないです
お礼
ありがとうございます。