(
课件网) [学习目标] 会解决与马尔科夫链相关的实际问题. 一、连续两项递推特征 [例1] (2023·新课标Ⅰ卷)甲、乙两人投篮,每次由其中一人投篮,规则如下:若命中则此人继续投篮,若未命中则换为对方投篮.无论之前投篮情况如何,甲每次投篮的命中率均为0.6,乙每次投篮的命中率均为0.8.由抽签确定第1次投篮的人选,第1次投篮的人是甲、乙的概率各为0.5. (1)求第2次投篮的人是乙的概率; 解 记“第i次投篮的人是甲”为事件Ai,“第i次投篮的人是乙”为事件Bi,所以P(B2)=P(A1B2)+P(B1B2)=P(A1)P(B2|A1)+P(B1)P(B2|B1)=0.5×(1-0.6)+0.5×0.8=0.6. (2)求第i次投篮的人是甲的概率; [反思归纳] 1.马尔科夫链:P(Xn+1=j|Xn=i,Xn-1=in-1,…,X0=i0)=P(Xn+1=j|Xn=i)=Pij,即未来状态Xn+1只受当前状态Xn的影响,与之前的Xn-1,Xn-2,…,X0无关. 2.马尔科夫链问题本质如下 (1)下一个状态只与当前状态有关,与更前面的状态无关. (2)找到初始状态和递推关系即可. 3.连续两项的递推特征(当前状态只与上个状态有关) 递推公式:Pi=aPi-1+b(1-Pi-1); 递推公式:①Pi=aPi-1+bQi-1; ②Qi=(1-a)Pi-1+cQi-1+d(1-Pi-1-Qi-1). (注:图中a,b,c,d表示从上个状态转移到下个状态的概率) 1.有n个编号分别为1,2,…,n的盒子,第1个盒子中有2个白球、1个黑球,其余盒子中均为1个白球、1个黑球.现从第1个盒子中任取一球放入第2个盒子,再从第2个盒子中任取一球放入第3个盒子,以此类推,则从第2个盒子中取到白球的概率是_____,从第n个盒子中取到白球的概率是_____. (1)求经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的概率; (2)经商议,甲、乙决定修改游戏规则,具体如下:甲、乙轮流掷骰子,谁掷谁积分,第一次由甲掷.当骰子朝上的点数不小于3时,积2分,否则积1分.甲、乙分别在5~25分之间选一个整数分数(含5分和25分),且两人所选的分数不同,当两人累计积分之和首先等于其中一人所选分数时,此人赢得游戏.记两人累计积分之和为n的概率为P(n). ①证明:{P(n+1)-P(n)}为等比数列; ②甲选哪个分数对自己最有利?请说明理由. [反思归纳] 连续三项的递推特征(当前状态只与上两个状态有关) 递推公式:Pi+1=aPi+(1-a)Pi-1. (注:图中a表示从上个状态转移到下个状态的概率) (1)当进行完3轮答题后,甲同学总分为Y,求Y的分布列及E(Y); Y 3 4 5 6 P (2)若累计得分为m的概率为Pm(初始得分为0分,P0=1). ①求Pm-Pm-1的表达式(0<m≤19,m∈N*); ②求获得亚军的概率. 1 2 3 4 1.甲进行摸球跳格游戏.图上标有第1格,第2格,……,第25格,棋子开始在第1格.盒中有5个大小相同的小球,其中3个红球,2个白球(5个球除颜色外其他都相同).每次甲在盒中随机摸出两球,记下颜色后放回盒中,若两球颜色相同,棋子向前跳1格;若两球颜色不同,棋子向前跳 2格,直到棋子跳到第24格或第25格时,游戏结束.记棋子跳到第n格的概率为Pn(n=1,2,3,…,25). (1)甲在一次摸球中摸出红球的个数记为X,求X的分布列和数学期望; 1 2 3 4 1 2 3 4 (2)证明:数列{Pn-Pn-1}(n=2,3,…,24)为等比数列. 1 2 3 4 2.甲、乙、丙三人进行传球游戏,每次投掷一枚质地均匀的正方体骰子决定传球的方式:当球在甲手中时,若骰子点数大于3,则甲将球传给乙,若点数不大于3,则甲将球保留继续投掷骰子;当球在乙手中时,若骰子点数大于4,则乙将球传给甲,若点数不大于4,则乙将球传给丙;当球在丙手中时,若骰子点数大于3,则丙将球传给甲,若骰子点数不大于3,则丙将球传给乙.初始时,球在甲手中. (1)求三次投掷骰子后球在甲手中的概率; 1 2 3 4 1 2 3 4 (2)投掷n(n∈N*)次骰子后,记球在 ... ...