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进位制是人们为了计数和运算方便而约定的计数系统, 约定 "满二进一" 就是二进制; "满十进一" 就是十进制; "满十六进一" 就是十六进制等. 一般地, 若 k 是一个大于 1 的整数, 那么以 k 为基数的 k 进制数可以表示为一串数字符号连写在一起的形式 anan1a1a0(k), 其中 an,an1,,a0{0,1,2,,k1}, 且 an0, anan1a1a0(k)=ankn+an1kn1++a1k+a0, 如 22=2×32+1×3+1, 所以 22 在三进制下可写为 211(3).

  1. 将五进制数 211(5) 转化为三进制数;
  2. 对于任意两个不同的 n+1 位二进制数 anan1a1a0(2), bnbn1b1b0(2), an=bn=1, 记 X=i=0n|aibi|.
    1. n=3, 求随机变量 X 的分布列与数学期望;
    2. 证明: E(X)>n2.
解答

  1. 211(5)=2×52+1×51+1×50=56, 而 56=2×33+0×32+2×30+2×30, 所以三进制数位 2002(3).
  2. 对于 an1,,a0,bn1,,b0{0,1}, 唯一的要求是两组数不完全相等, 也即 X>0. 这样 (1)P(X=i|X>0)=P(X=i)P(X>0)=Cni(12)n1(12)n=Cni2n1,1in.
    1. n=3, 代入 (1): X 的分布列为

      X 1 2 3
      P 37 37 17

      期望为 127.

    2. 证明 注意到 E(X)=i=1niP(X=i|X>0)=12n1i=1niCni=12n1i=1nnCn1i1=n2n1i=0n1Cn1i=2n1n2n1>2n1n2n=n2. 所以证毕.

2.2的证明中用了组合数的两个常见结论.