如图,四棱锥S-ABCD的所有棱长均为1米,一只小虫从S点出发沿四棱锥爬行,若在每顶点处选择不同的棱都是等可能的.设小虫爬行n米后恰回到S点的概率为Pn(n≥2,n∈

发布时间:2020-07-31 16:22:19

如图,四棱锥S-ABCD的所有棱长均为1米,一只小虫从S点出发沿四棱锥爬行,若在每顶点处选择不同的棱都是等可能的.设小虫爬行n米后恰回到S点的概率为Pn(n≥2,n∈N).
(1)求P2,P3的值;
(2)求证:3Pn+1+Pn=1(n≥2,n∈N);
(3)求证:P2+P3+…+Pn>(n≥2,n∈N).

网友回答

解:(1)P2表示从S点到A(或B、C、D),然后再回到S点的概率,所以P2=4×=;
因为从S点沿一棱爬行,不妨设为沿着SA棱再经过B或D,然后再回到S点的概率为×2=,
所以P3=×4=.
(2)证明:设小虫爬行n米后恰回到S点的概率为Pn,
那么1-Pn表示爬行n米后恰好没回到S点的概率,
则此时小虫必在A(或B、C、D)点,所以×(1-Pn)=Pn+1,即3Pn+1+Pn=1(n≥2,n∈N).
(3)证明:由3Pn+1+Pn=1,得=-,
从而Pn=+n-2(n≥2,n∈N).
所以P2+P3+…+Pn=+
=+
=+×+>.

解析分析:(1)利用分布计数原理求出小虫爬行2米所有的方法数,求出小虫爬2米后恰回到S点的方法数,利用古典概型概率公式求出概率,(2)利用对立事件的概率公式求出Pn,Pn+1的递推关系,(3)有(2)中Pn,Pn+1的递推关系构造新数列,利用等比数列的通项公式求出Pn的通项,通过分组利用等差数列、等比数列的前n项和公式求出和.

点评:本题考查古典概型概率公式、构造新数列求数列的通项公式的方法、等差数列的前n项和公式、等比数列的前n项和公式
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