电脑每秒钟以相同的概率输出一个数字 $1$ 或 $2$.将输出的前 $n$ 个数字之和被 $3$ 整除的概率记为 $P_n$.证明:
【难度】
【出处】
2012年全国高中数学联赛天津市预赛
【标注】
  1. $P_{n+1}=\dfrac12(1-P_n)$;
    标注
    答案
    解析
    输出的前 $n$ 个数字之和被 $3$ 整除的概率为 $P_n$,则不被 $3$ 整除的概率为 $1-P_n$.
    要使输出的前 $n+1$ 个数字之和被 $3$ 整除,则必须使前 $n$ 个数字之和不被 $3$ 整除,且这时第 $n+1$ 个数字也随之确定.
    因此由条件概率的公式即得$$P_{n+1}=\dfrac12(1-P_n).$$
  2. $P_{2012}>\dfrac13$.
    标注
    答案
    解析
    注意上式也可写作$$P_{n+1}-\dfrac13=\left(-\dfrac12\right)\left(P_n-\dfrac13\right),$$这表明数列 $\left\{P_n-\dfrac13\right\}$ 是公比为 $-\dfrac12$ 的等比数列,且首项为$$P_1-\dfrac13=-\dfrac13<0,$$故$$P_{2012}-\dfrac13=\left(-\dfrac12\right)^{2011}\left(P_1-\dfrac13\right)>0,$$即 $P_{2012}>\dfrac13$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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