質問<2746>
「「回数の期待値」」
日付 2005/12/4
質問者 trouter


いきなり質問なのですが、
『袋の中に赤球4個、白球2個がある。袋から1球を取り出し、色を記録して
袋に戻す。これを繰り返し、赤白どちらかが3回記録されたところで終了と
する。終了までに取り出す回数の期待値を求めよ』
という問題なんですが、わかりません・・・。
詳しい解説付きでお願いします。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/12/6
回答者 けんさん


回数の期待値を、ということですから
「回数×確率」の和、で求めます。

(あ)3回で終わる場合
赤赤赤か白白白ですから
(\(\frac{4}{6}\)\()^{3}\)+(\(\frac{2}{6}\)\()^{3}\)=\(\frac{9}{27}\)=\(\frac{1}{3}\)

(い)4回で終わる場合
(1)3回目まで赤2回、白1回ときて、4回目が赤
3C1×(\(\frac{4}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{2}{6}\)\()^{1}\)×(\(\frac{4}{6}\))=\(\frac{8}{27}\)
(2)3回目まで赤1回、白2回ときて、4回目が白
3C1×(\(\frac{4}{6}\)\()^{1}\)×(\(\frac{2}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{2}{6}\))=\(\frac{2}{27}\)
あわせて\(\frac{8}{27}\)+\(\frac{2}{27}\)=\(\frac{10}{27}\)

(う)5回で終わる場合
(1)4回目まで赤2回、白2回ときて、5回目が赤
4C2×(\(\frac{4}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{2}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{4}{6}\))=\(\frac{16}{81}\)
(2)4回目まで赤2回、白2回ときて、5回目が白
4C2×(\(\frac{4}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{2}{6}\)\()^{2}\)×(\(\frac{2}{6}\))=\(\frac{8}{81}\)
あわせて\(\frac{16}{81}\)+\(\frac{8}{81}\)=\(\frac{24}{81}\)=\(\frac{8}{27}\)

(どんな場合も5回目までで終了しますので、
「6回目以降で終了」ということはありません)

(あ)(い)(う)より
3×\(\frac{1}{3}\)+4×\(\frac{10}{27}\)+5×\(\frac{8}{27}\)=\(\frac{107}{27}\)(回)
                 ・・・(答)