札幌医科大学
2016年 医学部 第3問
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$2$種類の文字「$\mathrm{A}$」,「$\mathrm{B}$」を$1$つずつ左から右に書いていく.書かれる文字が$\mathrm{A}$か$\mathrm{B}$かは確率$\displaystyle \frac{1}{2}$で決まるものとする.しかし,次の$2$つのルールにより文字が消去されることがある:
[$1.$] 右端の$\mathrm{A}$の右隣に$\mathrm{B}$が書かれる場合,その$\mathrm{B}$は確率$\displaystyle \frac{2}{3}$で消去される [$2.$] 右端の$\mathrm{B}$の左側に$\mathrm{A}$が$1$つ以上存在する場合,それらのうちでもっとも右にある$\mathrm{A}$を$\maruA$と呼ぶ.この状況で,右端の$\mathrm{B}$の右隣に$\mathrm{A}$が書かれる場合,確率$\displaystyle \frac{2}{3}$でその$\mathrm{A}$と$\maruA$より右側のすべての文字が消去される(ただし$\maruA$は消去されない).
上記$2$つのルールにあてはまらない場合は,消去される文字はないものとする.$n$文字を書いたときに,実際に残っている文字数を$a_n$とする.例えば,$3$文字を$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{A}$の順に書いた場合の結果は「$\mathrm{ABA}$」,「$\mathrm{AA}$」,「$\mathrm{A}$」のいずれかとなる.
(1) $a_3=2$となる確率を求めよ.
(2) $a_4=1$となる確率を求めよ.
(3) $a_n=n$となる確率を$n$を用いて表せ.
[$1.$] 右端の$\mathrm{A}$の右隣に$\mathrm{B}$が書かれる場合,その$\mathrm{B}$は確率$\displaystyle \frac{2}{3}$で消去される [$2.$] 右端の$\mathrm{B}$の左側に$\mathrm{A}$が$1$つ以上存在する場合,それらのうちでもっとも右にある$\mathrm{A}$を$\maruA$と呼ぶ.この状況で,右端の$\mathrm{B}$の右隣に$\mathrm{A}$が書かれる場合,確率$\displaystyle \frac{2}{3}$でその$\mathrm{A}$と$\maruA$より右側のすべての文字が消去される(ただし$\maruA$は消去されない).
上記$2$つのルールにあてはまらない場合は,消去される文字はないものとする.$n$文字を書いたときに,実際に残っている文字数を$a_n$とする.例えば,$3$文字を$\mathrm{A}$,$\mathrm{B}$,$\mathrm{A}$の順に書いた場合の結果は「$\mathrm{ABA}$」,「$\mathrm{AA}$」,「$\mathrm{A}$」のいずれかとなる.
(1) $a_3=2$となる確率を求めよ.
(2) $a_4=1$となる確率を求めよ.
(3) $a_n=n$となる確率を$n$を用いて表せ.
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