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甲、乙两名同学都准备参加某知识竞答活动, 该竞答活动会逐一给出 n 道不同的题目供参赛者回答, 每道题目的回答只有正确或错误两种情况, 各道题目回答情况不会相互影响.

  1. 如果参赛者须回答 5 道问题,当连续答对 4 道时,即可赢得挑战. 若甲同学对于即将给出的各道题目,均有 13 的概率答对, 求甲赢得挑战的概率;
  2. 若乙同学对于即将给出的各道题目, 均有 23 的概率答对. 记 Pn 为乙同学回答 n (n∈N∗) 道题目后, 没有出现连续答对至少 4 道题目这一情形的概率.
    1. 求 P4,P6;
    2. 证明: P100≤P99.
解答

  1. 解 如果 1∼4 都答对, 概率为 (13)4=181.
    如果 2∼5 都答对, 则第 1 题需答错, 概率为 23⋅(13)4=2243.
    甲赢得挑战的总概率为 5243.
    1. 解 容易知道 P4=1−(23)4=6581.
      对 P6:

      • 如果 1∼4 都答对, 概率是 (23)4=1681.
      • 如果 2∼5 都答对, 则第 1 题需答错, 概率为 13⋅(23)4=16243.
      • 如果 3∼6 都答对, 则第 2 题需答错, 概率为 13⋅(23)4=16243.

      综上, 概率为 1−1681−16243−16243=163243.

    2. 证明 记 Qn=1−Pn 为乙同学达成"至少连续答对 4 题"的概率, 则只要证明 Q100≥Q99. 但这是显然的, 因为在 n=99 中达成的事件, 在 n=100 中可以以同样概率达到, 而且还会额外多出"答对 97,98,99,100"这一事件, 所以显然 Q100>Q99.