東京理科大学
2014年 薬学部(生命創薬科) 第1問

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白,赤,黄,緑の4色に光るライトがある.はじめ,ライトの色は白であり,1分経過するごとに,次のルールでライトの色が変わるものとする.ただし,ライトの色が白のときについてはn=0,1,2,・・・,それ以外の色のときについてはn=1,2,・・・とする.(i)n分後に白のとき,n+1分後ではそれぞれ1/3の確率で赤,黄,緑になる.(ii)n分後に赤のとき,n+1分後ではそれぞれ1/3の確率で白,黄,緑になる.(iii)n分後に黄のとき,n+1分後ではそれぞれ1/3の確率で白,赤,緑になる.\mon[\tokeishi]n分後に緑のとき,n+1分後ではそれぞれ1/3の確率で白,赤,黄になる.nを自然数とし,n分後にライトの色が白である確率をP_n,また,n分後にライトの色が赤である確率をQ_nとする.(1)P_2=\frac{[ア]}{[イ]},Q_2=\frac{[ウ]}{[エ]}である.(2)P_nおよびQ_nについての漸化式を利用すると,自然数nに対して,nが3以上のとき,P_n=\frac{[オ]}{[カ]}([キ]-{(-\frac{[ク]}{[ケ]})}^{n-1})Q_n=\frac{[コ]}{[サ]}([シ]+\frac{[ス]}{[セ]}{(-\frac{[ソ]}{[タ]})}^{n-1})である.
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