概率与递推数列的交汇应用
概率是高中数学课本的重要内容,在理论和实际生活中都有很重要的应用,是高考中常考常新的内容。下面介绍用递推思想探求概率的问题,体现了数列与概率知识的交汇,对高三的复习有一定的指导作用,也有利于培养学生的解题能力和创新能力。
一、行程问题
例1:设正四面体的四个顶点是A、B、C、D,各棱长度均为1米,有一个小虫从点A开始按以下规则前进:在每一顶点处用同样的概率选择通过这个顶点的三条棱之一,并一直爬到这条棱的尽头,求它爬了7米之后恰好首次位于顶点A的概率。
解:考虑一般情况,若小虫走过 n 米之后又回到点A,则它走过(n-1)米就在B、C、D三点中的一点。小虫走过 (n-1) 米到达点A与不到达点A是对立事件,若设Pn表示小虫走过 n 米后又回到点A的概率,则P(n-1)表示小虫走过(n-1)米后又回到点A的概率,1-P(n-1)表示小虫走过 (n-1) 米后不在点A的概率。因B、C、D三点到点A是等可能的,概率都为1/3,于是有Pn=[1-P(n-1)]/3,因起始时小虫在点A,所以P0=1,故得递推关系:
二、抛掷骰子问题
例2: 有A、B两人,按下列规则抛掷骰子,第一次,如果出1点,下一次还由同一人继续掷;如果出现其它点数,下一次由另一人掷。第一次是A掷,设第 n 次由A掷的概率是pn。
三、射击问题
例3: 甲、乙两人做射击游戏,甲、乙射击击中与否是相互独立事件,规则如下:若射击一次击中,则原射击人继续射击;若射击一次不中,就由对方接替射击。已知:甲、乙两人射击一次击中的概率均为1/3,且第一次由甲开始射击。若第 n 次由甲射击的概率为an,求数列{an}的通项公式。
解:第n 1次由甲射击这一事件,包括第n次由甲射击、第n 1次继续由甲射击这一事件以及第n次由乙射击、第n 1次由甲射击这一事件。这两事件发生的概率是互斥的且发生的概率分别是:
则有关系式:
四、质点移动问题
(1)求P1, P2;(2)求Pn的表达式。
解:(1)设M点到达点(0,1)的概率为P1=2/3,M到达点(0,2)的事件由两个互斥的事件组成:
(2)M点到达(0,n 2)由两个互斥事件组成: