福田の入試問題解説〜東京大学2022年理系第6問〜複雑な反復試行の確率と確率の最大 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の入試問題解説〜東京大学2022年理系第6問〜複雑な反復試行の確率と確率の最大

問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{6}}\ Oを原点とする座標平面上で考える。0以上の整数kに対して、ベクトル\ \overrightarrow{ v_k }\ を\\
\overrightarrow{ v_k }=(\cos\frac{2k\pi}{3}, \sin\frac{2k\pi}{3})\\
と定める。投げたとき表と裏がどちらも\frac{1}{2}の確率で出るコインをN回投げて、\\
座標平面上に点X_0,X_1,X_2,\ldots,X_Nを以下の規則(\textrm{i}),(\textrm{ii})に従って定める。\\
(\textrm{i})X_0はOにある。\\
(\textrm{ii})nを1以上N以下の整数とする。X_{n-1}が定まったとし、X_nを次のように定める。\\
・n回目のコイン投げで表が出た場合、\\
\overrightarrow{ OX_n }=\overrightarrow{ OX_{n-1} }+\overrightarrow{ v_k }\\
によりX_nを定める。ただし、kは1回目からn回目までの\\
コイン投げで裏が出た回数とする。\\
・n回目のコイン投げで裏が出た場合、X_nをX_{n-1}と定める。\\
(1)N=8とする。X_8がOにある確率を求めよ。\\
(2)N=200とする。X_{200}がOにあり、かつ、合計200回のコイン投げで表が\\
ちょうどr回出る確率をp_rとおく。ただし0 \leqq r \leqq 200である。p_rを求めよ。\\
またp_rが最大となるrの値を求めよ。
\end{eqnarray}

2022東京大学理系過去問
単元: #数A#大学入試過去問(数学)#場合の数と確率#確率#学校別大学入試過去問解説(数学)#東京大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{6}}\ Oを原点とする座標平面上で考える。0以上の整数kに対して、ベクトル\ \overrightarrow{ v_k }\ を\\
\overrightarrow{ v_k }=(\cos\frac{2k\pi}{3}, \sin\frac{2k\pi}{3})\\
と定める。投げたとき表と裏がどちらも\frac{1}{2}の確率で出るコインをN回投げて、\\
座標平面上に点X_0,X_1,X_2,\ldots,X_Nを以下の規則(\textrm{i}),(\textrm{ii})に従って定める。\\
(\textrm{i})X_0はOにある。\\
(\textrm{ii})nを1以上N以下の整数とする。X_{n-1}が定まったとし、X_nを次のように定める。\\
・n回目のコイン投げで表が出た場合、\\
\overrightarrow{ OX_n }=\overrightarrow{ OX_{n-1} }+\overrightarrow{ v_k }\\
によりX_nを定める。ただし、kは1回目からn回目までの\\
コイン投げで裏が出た回数とする。\\
・n回目のコイン投げで裏が出た場合、X_nをX_{n-1}と定める。\\
(1)N=8とする。X_8がOにある確率を求めよ。\\
(2)N=200とする。X_{200}がOにあり、かつ、合計200回のコイン投げで表が\\
ちょうどr回出る確率をp_rとおく。ただし0 \leqq r \leqq 200である。p_rを求めよ。\\
またp_rが最大となるrの値を求めよ。
\end{eqnarray}

2022東京大学理系過去問
投稿日:2022.03.09

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\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}}\ 整数\ a_1,\ a_2,\ a_3,\ \ldotsを、さいころをくり返し投げることにより、以下のように\\
定めていく。まずa_1=1とする。そして、正の整数nに対し、a_{n+1}の値を、n回目に\\
出たさいころの目に応じて、次の規則で定める。\\
(\ 規則\ ) n回目に出た目が1,2,3,4ならa_{n+1}=a_n、5,6ならa_{n+1}=-a_n\\
例えば、さいころを3回投げ、その出た目が順に5,3,6であったとすると、\\
a_1=1,a_2=-1,a_3=-1,a_4=1となる。\\
a_n=1となる確率をp_nとする。ただし、p_1=1とし、さいころのどの目も、\\
出る確率は\frac{1}{6}であるとする。\\
(1)p_2,p_3を求めよ。\\
(2)p_{n+1}をp_nを用いて表せ。\\
(3)p_n \leqq 0.5000005を満たす最小の正の整数nを求めよ。\\
ただし、0.47 \lt \log_{10}3 \lt 0.48であることを用いてよい。\\
\end{eqnarray}

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