有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面朝上;③出现6点时,如果硬币正面朝上,则

发布时间:2019-08-09 02:31:44

试题难度:难度:中档 试题类型:解答题 试题内容:有一个翻硬币游戏,开始时硬币正面朝上,然后掷骰子根据下列①、②、③的规则翻动硬币:①骰子出现1点时,不翻动硬币;②出现2,3,4,5点时,翻动一下硬币,使另一面朝上;③出现6点时,如果硬币正面朝上,则不翻动硬币;否则,翻动硬币,使正面朝上.按以上规则,在骰子掷了n次后,硬币仍然正面朝上的概率记为Pn.
(Ⅰ)求证:∀n∈N*,点(Pn,Pn+1)恒在过定点(59,59),斜率为-12的直线上;
(Ⅱ)求数列{Pn}的通项公式Pn;
(Ⅲ)用记号Sn→m表示数列{Pn-59}从第n项到第m项之和,那么对于任意给定的正整数k,求数列S1→k,Sk+1→2k,…,S(n-1)k+1→nk,…的前n项和Tn.

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试题答案:(Ⅰ)证明:设把骰子掷了n+1次,硬币仍然正面朝上的概率为Pn+1,此时有两种情况:①第n次硬币正面朝上,其概率为Pn,且第n+1次骰子出现1点或6点,硬币不动,其概率为26=13,因此,此种情况下产生硬币正面朝上的概率为13Pn.…(3分)②第n次硬币反面朝上,其概率为1-Pn,且第n+1次骰子出现2,3,4,5点或6点,其概率为56,因此,此种情况下产生硬币正面朝上的概率为56(1-Pn).∴Pn+1=13Pn+56(1-Pn),变形得 Pn+1-59=-12( Pn-59 ).∴点(Pn,Pn+1)恒在过定点(59,59),斜率为-12的直线上.…(6分)(Ⅱ)P0=1,P1=13P0+56(1-P0)=13,又由(Ⅰ)知:Pn+1-59Pn-59=-12,∴{Pn-59}是首项为P1-59=13-59=-29,公比为-12的等比数列,…(8分)∴Pn-59=-29•(-12)n-1,故所求通项公式为Pn=59+(-1)n9•2n-2.…(10分)(Ⅲ)解法一:由(Ⅱ)知{Pn-59}是首项为a1=P1-59=-29,公比为q=-12的等比数列,又∵Snk+1→(n+1)kS(n-1)k+1→nk=a1qnk(1+q+…+qk-1)a1q(n-1)k(1+q+…+qk-1)=qk(k∈N*)是常数,∴S1→k,Sk+1→2k,…,S(n-1)k+1→nk,…,也成等比数列,…(12分)且S1→k=-29[1-(-12)k]1+12=-427[1-(-12)k]从而 Tn=S1→k(1-qkn)1-qk=-427[1-(-12)k]•[1-(-12)kn]1-(-12)k=-427[1-(-12)kn].…(14分)解法二:Tn=S1→k+Sk+1→2k+…+S(n-1)k+1→nk=a1+a2+…+ank=-29[1-(-12)nk]1+12=-427[1-(-12)nk].…(14分)
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