Math Problem Statement

nを3以上の整数とする。数直線上に動点Pがあり、最初は原点Oにある。さいころをちょうどn回投げ、次のルールで点Pの位置を定める。最初の1回目と最後のn回目は、それぞれの回において出た目が3の倍数ならば動かさず、3の倍数でなければ+1だけ動かす。途中の2回目から(n-1)回目までは、それぞれの回において出た目が3の倍数ならば動かさず、3の倍数でなければ-1だけ動かす。n=3のとき、PがOにある確率は?

Solution

まず、問題の条件を整理してみましょう。

  1. n=3n = 3 の場合、サイコロは3回投げられます。
  2. 各サイコロの目に応じて点 PP の位置が決まります。具体的な動き方は以下の通りです:
    • 1回目: サイコロの目が3の倍数(3または6)なら点 PP は動かず、3の倍数でないなら +1+1 だけ動きます。
    • 2回目: サイコロの目が3の倍数(3または6)なら点 PP は動かず、3の倍数でないなら 1-1 だけ動きます。
    • 3回目: サイコロの目が3の倍数(3または6)なら点 PP は動かず、3の倍数でないなら +1+1 だけ動きます。

この問題で求めるのは、3回のサイコロ投げの結果、点 PP が最終的に原点 OO にある確率です。


各場合の検討

  1. 1回目、3回目にサイコロが3の倍数を出した場合(出た目が3か6)

    • この場合、1回目と3回目には動かず、2回目の目によって PP の位置が変わります。
  2. 1回目と3回目のどちらかが3の倍数でなく、もう一方が3の倍数の場合

    • この場合、+1+11-1 の位置の組み合わせで考えます。

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