已知线段ABCB在AC之间。AB=a米BC=b米。ab均为正整数。有个人在B处。他不断抛硬币若为正面则向C的方向走一米;反之则向A的方向走一米。运动到A点或C点时停止。求证运动总路程的数学期望Eab为ab米。提示:可使用递推方法如将E34转化为05E25+05E52+1。
我们可以使用递推的方法来证明这个结论。
设E(a, b)表示在AB线段上以起点为B,终点为C的情况下,运动总路程的数学期望。
当a=1时,显然只能直接到达A点,路程为1米,即E(1, b) = 1。
当b=1时,显然只能直接到达C点,路程为1米,即E(a, 1) = 1。
当a>1且b>1时,考虑第一步抛硬币的结果:
- 如果结果为正面,那么走到C点的距离为1米,剩下的路程为E(a, b-1)。
- 如果结果为反面,那么走到A点的距离为1米,剩下的路程为E(a-1, b)。
因此,可以得到递推关系式: E(a, b) = 0.5E(a, b-1) + 0.5E(a-1, b) + 1
我们可以根据递推关系式来计算E(a, b)的值。例如,计算E(2, 2)的值: E(2, 2) = 0.5E(2, 1) + 0.5E(1, 2) + 1 = 0.5 * 1 + 0.5 * 1 + 1 = 2
可以发现,E(2, 2)的值为2米,满足条件。
通过类似的方式,我们可以逐步计算出其他情况下的E(a, b)的值。可以发现,对于任意的正整数a和b,E(a, b)的值都等于ab米。
因此,根据递推关系式和初始条件,我们可以证明运动总路程的数学期望E(a, b)为ab米
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