早稲田大学
2015年 基幹理工・創造理工・先進理工 第4問

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Nを3以上の自然数とする.1からNまでの数字が書かれたN枚のカードを用意し,AとBの二人で次のようなゲームを行う.まずAは,1からNまでの数のうちから一つ選びそれをKとし,その数はBに知らせずにおく.その後,以下の試行を何度も繰り返す.BはN枚のカードから無作為に一枚引いてAにその数を伝え,Aは引かれた数字がKより大きければ「上」,K以下であれば「以下」とBに答え,Bはその答からKの範囲を絞り込む.引いたカードは元へ戻す.このとき,n回以下の試行でBがKを確定できる確率をP_N(n)で表す.次の問に答えよ.(1)K=1のとき,P_3(1),P_3(2),P_3(3)を求めよ.(2)K=2のとき,P_3(1),P_3(2),P_3(3)を求めよ.(3)K=1,2,・・・,NについてP_N(n)を求めよ.(4)自然数cに対して,極限値\lim_{N→∞}P_N(cN)を求めよ.
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