[ 0138: 0137 の補足 ]
[ 湯会老人のコメント ]
星楊令さんといろいろ話し合いました。
楊令さんを正式に Math Battle メンバーとしてお迎えします。
むかし千手さんが在籍していた某大手 IT 企業で AI の開発をやっておられます。
距離 sqrt(2) の状態を ①、距離 0 の状態を ② と呼ぶことにします。
① から ① に移る確率は 2/3, ② に移る確率は 1/3。
② から ① に移る確率は 3/3, ② に移る確率は 0/3。
初期状態 (第 0 時点) の ① は 1。
第 1 時点の ① は 2/3。
第 2 時点の ① は;
(2/3)*(2/3) + (1/3)*(3/3) = 7/9 = 0.7777...
第 3 時点の ① は;
(7/9)*(2/3) + (2/9)*(3/3) = 20/27 = 0.7407...
第 n 時点の ① を n の式にして、
f(n) が 0.75 (= 3/4)
に収束することを示せばいいと思います。
明らかに収束は速いですね。
三奈さん、再帰的プログラムを描いて収束の様子をグラフにしてください。
多絵さん、 f(n) を n の式で表してください。
これで f(n) が 0.75 に収束することが代数的に証明できます。
[ 西尾三奈さんのコメント ]
はい、さっそく再帰的プログラムを作って
Libre Office Calc (Excel と同等) でグラフを描きました。
0.75 への収束は速いですね。あとは多絵さんの出番。
[ 浅見多絵さんのコメント ]
f(n) = (2/3)*f(n-1) + (3/3)*(1-f(n-1))
= 1 - (1/3)*f(n-1)
だと思います。これを使って:
f(0) = 1
f(1) = 1 - (1/3)*1 = 2/3
f(2) = 1 - (1/3)*(2/3) = 7/9
f(3) = 1 - (1/3)*(7/9) = 20/27
f(4) = 1 - (1/3)*(20/27) = 71/81
f(5) = 1 - (1/3)*(71/81) = 202/273
f(6) = 1 - (1/3)*(202/273) = 617/819 (約 0.7534)
...
になります。以下同文。
f(n) が 3/4 に近づくにつれ
f(n+1) は 1 - (1/3)*(3/4) = (12-3)/12 = 3/4 に近づきます。
これで f(n) が 3/4 に収束することが証明されました。
[ 丘品花志先生のコメント ]
うーん、感心しました。
状態遷移に確率を振って数列を導き出し、その収束値を求めるとは。
さすが Math Battle チームですね。
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