题目内容

14.某种电路开关闭合后会出现红灯或绿灯闪动,已知开关第一次闭合后,出现红灯和绿灯的概率都是$\frac{1}{2}$.从开关第二次闭合起,若前次出现红灯,则下一次出现红灯的概率是$\frac{1}{3}$,出现绿灯的概率是$\frac{2}{3}$;若前次出现绿灯,则下一次出现红灯的概率是$\frac{3}{5}$,出现绿灯的概率是$\frac{2}{5}$.问:
(Ⅰ)第二次闭合后出现红灯的概率是多少?
(Ⅱ)开关闭合10次时,出现绿灯的概率是多少?

分析 (Ⅰ)如果第一次出现红灯,则接着又出现红灯的概率是 $\frac{1}{2}×\frac{1}{3}$,如果第一次出现绿灯,则接着出现红灯的概率为 $\frac{1}{2}×\frac{3}{5}$,再根据加法原理求得第二次闭合时出现红灯的概率.
(Ⅱ)设第n次闭合时,出现红灯的概率是pn,则pn=$\frac{1}{3}$pn-1+$\frac{3}{5}$(1-pn-1)=-$\frac{4}{15}$pn-1+$\frac{3}{5}$,设pn+k=-$\frac{4}{15}$(pn-1+k),求得 k=-$\frac{9}{19}$,再根据等比数列的通项公式求出pn=$\frac{9}{19}$+$\frac{1}{38}$•${(-\frac{4}{15})}^{n-1}$,从而求得第n次闭合时,出现绿灯的概率是1-pn的解析式,金额求得开关闭合10次时,出现绿灯的概率.

解答 解:(Ⅰ)如果第一次出现红灯,则接着又出现红灯的概率是 $\frac{1}{2}×\frac{1}{3}$,
如果第一次出现绿灯,则接着出现红灯的概率为 $\frac{1}{2}×\frac{3}{5}$.
∴第二次出现红灯的概率为 $\frac{1}{2}×\frac{1}{3}$+$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{5}$=$\frac{7}{15}$,
(Ⅱ)设第n次闭合时,出现红灯的概率是pn,则pn=$\frac{1}{3}$pn-1+$\frac{3}{5}$(1-pn-1)=-$\frac{4}{15}$pn-1+$\frac{3}{5}$,
设pn+k=-$\frac{4}{15}$(pn-1+k),即pn=-$\frac{4}{15}$•pn-1-$\frac{19k}{15}$,∴-$\frac{19k}{15}$=$\frac{3}{5}$,求得 k=-$\frac{9}{19}$,
故数列{pn-$\frac{9}{19}$}为等比数列,且公比为-$\frac{4}{15}$.
再根据首项为p1-$\frac{9}{19}$=$\frac{1}{38}$,∴pn-$\frac{9}{19}$=$\frac{1}{38}$•${(-\frac{4}{15})}^{n-1}$,∴pn=$\frac{9}{19}$+$\frac{1}{38}$•${(-\frac{4}{15})}^{n-1}$,
故第n次闭合时,出现绿灯的概率是1-pn=$\frac{10}{19}$-$\frac{1}{38}$•${(-\frac{4}{15})}^{n-1}$,
故开关闭合10次时,出现绿灯的概率是$\frac{10}{19}$+$\frac{1}{38}$•${(\frac{4}{15})}^{9}$.

点评 本题考查了相互独立事件的概率乘法公式,解答的关键是能够正确分清各种情况,分类时做到不重不漏.

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