Σελίδα 1 από 1

Vojtech Jarnik 2017/2 Category I

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 10, 2017 11:49 am
από Demetres
Λέμε ότι επεκτείνουμε μια ακολουθία θετικών ακεραίων (a_1,\ldots,a_n) αν την αντικαταστήσουμε με την ακολουθία

\displaystyle{ (1,2,\ldots,a_1,1,2,\ldots,a_2,\ldots,1,2,\ldots,a_n).}

Δηλαδή κάθε όρος k της αρχικής ακολουθίας αντικαθίσταται με την ακολουθία 1,2,\ldots,k-1.

Κάποιος ξεκινάει από την ακολουθία (1,2,\ldots,9) και την επεκτείνει 2017 φορές. Έπειτα, επιλέγει στην τύχη έναν όρο της ακολουθίας. Ποια είναι η πιθανότητα αυτός ο όρος να ισούται με 1;

- Αν και δεν το τονίζει η άσκηση εννοείται ότι η επιλογή είναι ομοιόμορφα στην τύχη.
- Με μικρή αλλαγή στην διατύπωση το συγκεκριμένο πρόβλημα θα μπορούσε να μπει και σε διαγωνισμό μαθητών.

Re: Vojtech Jarnik 2017/2 Category I

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 10, 2017 2:24 pm
από dement
Θα αποδείξουμε επαγωγικά ότι, μετά από k επεκτάσεις, έχουμε \displaystyle \binom{9-n+k}{9-n} αντίγραφα του ψηφίου n.

Για k=0 είναι \displaystyle \binom{9-n}{9-n} = 1 προφανές.

Μετά από κάθε επέκταση το ψηφίο μας θα υπάρχει μία φορά για κάθε φορά που εμφανιζόταν ένα ψηφίο τουλάχιστον ίσο με αυτό στην προηγούμενη επέκταση. Έτσι, \displaystyle \sum_{i=n}^9 \binom{9-i+k}{9-i} = \sum_{i=n}^9 \binom{9-i+k}{k} = \binom{9-n+k+1}{k+1} = \binom{9-n+k+1}{9-n} και η επαγωγή ολοκληρώθηκε.

Έτσι, μετά από 2017 επεκτάσεις θα έχουμε \displaystyle \binom{2025}{8} ψηφία 1. Συνολικά, τα ψηφία θα είναι όσα και τα 1 μετά από 2018 επεκτάσεις, δηλαδή \displaystyle \binom{2026}{8}. Οπότε η πιθανότητα είναι \displaystyle \frac{\binom{2025}{8}}{\binom{2026}{8}} = \frac{2018}{2026} = \frac{1009}{1013}.

Γενικά, μετά από k επεκτάσεις, η πιθανότητα είναι \displaystyle \frac{k+1}{k+9}.