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■50730 / 11階層) 　期待値
□投稿者/ らすかる 一般人(38回)-(2021/04/21(Wed) 02:41:40)
    時刻nまでに1頂点(以下)に位置した確率は、
    時刻nまで動かない確率なので(1/4)^nです。
    時刻nまでに2頂点以下に位置した確率は、
    正四面体OABC（時刻0でPがいる頂点がO）において
    AにもBにも行かない確率は(1/2)^n
    BにもCにも行かない確率は(1/2)^n
    CにもAにも行かない確率は(1/2)^n
    この3つを足すと「Oから移動しない確率」が3回足されて
    重複してしまいますので、その分を引けば
    2頂点以下に位置した確率は3・(1/2)^n-2・(1/4)^n
    と計算されます。
    時刻nまでに3頂点以下に位置した確率は、
    Aに行かない確率は(3/4)^n
    Bに行かない確率は(3/4)^n
    Cに行かない確率は(3/4)^n
    これを足すと「2頂点以下」3通りがそれぞれ2重複しますのでそれを引いて
    引きすぎた1頂点の確率を足すことにより
    3・(3/4)^n-3・(1/2)^n+(1/4)^n
    と計算されます。
    よって「1頂点」+「2頂点以下」+「3頂点以下」
    ={(1/4)^n}+{3・(1/2)^n-2・(1/4)^n}+{3・(3/4)^n-3・(1/2)^n+(1/4)^n}
    =3・(3/4)^n
    となります。

    しかし上記の計算は重複分の考慮がやや難しい（混乱しやすい）ので、
    以下のように（"以下"にせずに）具体的に考えた方が確実のような気がします。
    時刻nまでに
    Oのみ (1/4)^n
    OとA (1/2)^n-(1/4)^n
    OとB、OとCも同じ
    OとAとB (3/4)^n-2{(1/2)^n-(1/4)^n}-(1/4)^n=(3/4)^n-2(1/2)^n+(1/4)^n
    OとBとC、OとCとAも同じ
    よって期待値は
    4-3・(1/4)^n-2・3{(1/2)^n-(1/4)^n}-1・3{(3/4)^n-2(1/2)^n+(1/4)^n}
    =4-3(3/4)^n

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