【 問 題 】
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戦力の等しい 63 チーム と 戦力がそれらのチームの2倍のAチーム の計 64 チームによりトーナメント戦が行われる。
(1) Aチームがベスト4に入る確率を求めよ。
(2) Aチームの試合数の期待値を求めよ。
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(1)
64 = 26 なので、 Aが優勝するためには6回勝たなければならない。
ベスト4になるには、 それから2を引いて 4回勝たなければならない。
したがって、 答えは、 (2/3)4 ≒ 0.1975
(2)
0勝する確率 = 1/3
1勝する確率 = 2/3 × 1/3
2勝する確率 = (2/3)2 × 1/3
3勝する確率 = (2/3)3 × 1/3
4勝する確率 = (2/3)4 × 1/3
5勝以上する確率 = (2/3)5
よって、 答えは、
1 × 1/3 + 2 × 2/3 × 1/3 + 3 × (2/3)2 × 1/3 + 4 × (2/3)3 × 1/3 + 5 × (2/3)4 × 1/3 + 6 × (2/3)5
=→ 1 × ( 1−2/3 ) + 2 × 2/3 × ( 1−2/3 ) + 3 × (2/3)2 × ( 1−2/3 )
+ 4 × (2/3)3 × ( 1−2/3 ) + 5 × (2/3)4 × ( 1−2/3 ) + 6 × (2/3)5
=→ 1 − 1 × 2/3 + 2 × 2/3 − 2 × (2/3)2 + 3 × (2/3)2 − 3 × (2/3)3 + 4 × (2/3)3
− 4 × (2/3)4 + 5 × (2/3)4 − 5 × (2/3)5 + 6 × (2/3)5
=→ 1 + 2/3 + (2/3)2 + (2/3)3 + (2/3)4 + (2/3)5
=→ { 1 − (2/3)6 } ÷ { 1 − (2/3) }
=→ 2.73662551440329
【 別 解 】
第1回戦を戦う権利を得る確率 = 1
第2回戦を戦う権利を得る確率 = 2/3
第3回戦を戦う権利を得る確率 = (2/3)2
第4回戦を戦う権利を得る確率 = (2/3)3
第5回戦を戦う権利を得る確率 = (2/3)4
第6回戦を戦う権利を得る確率 = (2/3)5
よって、 答えは、
1 × 1 + 1 × 2/3 +1 × (2/3)2 + 1 × (2/3)3 + 1 × (2/3)4 + 1 × (2/3)5
=→ 1 + 2/3 + (2/3)2 + (2/3)3 + (2/3)4 + (2/3)5
=→ { 1 − (2/3)6 } ÷ { 1 − (2/3) }
=→ 2.73662551440329
* 等比数列の n 項までの和 は 大学生のための数学 > 数理論 > 階差数列を使うテクニック を参照にしてください。
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