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東京大学 国立 東京大学 2014年 第2問
$a$を自然数(すなわち$1$以上の整数)の定数とする.白球と赤球があわせて$1$個以上入っている袋$\mathrm{U}$に対して,次の操作$(*)$を考える.

\mon[$(*)$] 袋$\mathrm{U}$から球を$1$個取り出し,

(i) 取り出した球が白球のときは,袋$\mathrm{U}$の中身が白球$a$個,赤球$1$個となるようにする.
(ii) 取り出した球が赤球のときは,その球を袋$\mathrm{U}$へ戻すことなく,袋$\mathrm{U}$の中身はそのままにする.



はじめに袋$\mathrm{U}$の中に,白球が$a+2$個,赤球が$1$個入っているとする.この袋$\mathrm{U}$に対して操作$(*)$を繰り返し行う.
たとえば,$1$回目の操作で白球が出たとすると,袋$\mathrm{U}$の中身は白球$a$個,赤球$1$個となり,さらに$2$回目の操作で赤球が出たとすると,袋$\mathrm{U}$の中身は白球$a$個のみとなる.
$n$回目に取り出した球が赤球である確率を$p_n$とする.ただし,袋$\mathrm{U}$の中の個々の球の取り出される確率は等しいものとする.

(1)$p_1,\ p_2$を求めよ.
(2)$n \geqq 3$に対して$p_n$を求めよ.
(3)$\displaystyle \lim_{m \to \infty} \frac{1}{m} \sum_{n=1}^m p_n$を求めよ.
東京大学 国立 東京大学 2014年 第2問
$a$を自然数(すなわち$1$以上の整数)の定数とする.白球と赤球があわせて$1$個以上入っている袋$\mathrm{U}$に対して,次の操作$(*)$を考える.

\mon[$(*)$] 袋$\mathrm{U}$から球を$1$個取り出し,

(i) 取り出した球が白球のときは,袋$\mathrm{U}$の中身が白球$a$個,赤球$1$個となるようにする.
(ii) 取り出した球が赤球のときは,その球を袋$\mathrm{U}$へ戻すことなく,袋$\mathrm{U}$の中身はそのままにする.



はじめに袋$\mathrm{U}$の中に,白球が$a+2$個,赤球が$1$個入っているとする.この袋$\mathrm{U}$に対して操作$(*)$を繰り返し行う.
たとえば,$1$回目の操作で白球が出たとすると,袋$\mathrm{U}$の中身は白球$a$個,赤球$1$個となり,さらに$2$回目の操作で赤球が出たとすると,袋$\mathrm{U}$の中身は白球$a$個のみとなる.
$n$回目に取り出した球が赤球である確率を$p_n$とする.ただし,袋$\mathrm{U}$の中の個々の球の取り出される確率は等しいものとする.

(1)$p_1,\ p_2$を求めよ.
(2)$n \geqq 3$に対して$p_n$を求めよ.
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