一个例子
问题:连续投一枚骰子,a和b为正整数,连续出现a次一点在连续不出现一点b次之前,则玩家甲胜利,若连续出现b次非一的点数在连续出现a次一点之前,则玩家甲失败,求玩家甲胜利的概率
记玩家甲获胜为事件A
p :投出一点的概率
q :不是一点的概率
u :某次投出一点,之后玩家甲获胜的概率
v :某次投出不是一点,之后玩家甲获胜的概率
x :玩家甲获胜的概率
分析:
P{玩家甲获胜}=P{玩家甲获胜且第一次投出一点}+P{玩家甲获胜且第一次投出的不是一点},则x=pu+qv
对于u ,每次投出一点之后,事件A可以有a种不相容的发生方式:1)从这次一点开始,之后a-1次都是一点,概率为p^{a-1} ;2)从这次一点开始,之后从第一次开始算起的第k(2\le k\le a) 次会首次出现非一点,但是之后会事件A仍然发生,概率为qv\sum_{k=2}^ap^{k-2} ,则有u=p^{a-1}+qv\sum_{k=2}^ap^{k-2}
对于v ,每次投出非一点之后,从第一次算起的第k(2\le k\le b) 次会首次出现一点,之后事件A发生,起概率为pu\sum_{t=2}^bq^{t-2} ,则有v=pu\sum_{t=2}^bq^{t-2}
联立\begin{cases}
u=p^{a-1}+qv\sum_{k=2}^ap^{k-2}\\
v=pu\sum_{t=2}^bq^{t-2}~~~~~~~~~~~~~
\end{cases} ,解得u=\frac{p^{a-1}}{p^{a-1}+q^{b-1}-p^{a-1}q^{b-1}},v=\frac{p^{a-1}-p^{a-1}q^{b-1}}{p^{a-1}+q^{b-1}-p^{a-1}q^{b-1}} ,则x=p^{a-1}\frac{1-q^b}{p^{a-1}+q^{b-1}-p^{a-1}q^{b-1}}
同理,若记y 为玩家甲失败的概率,将p,q 以及a,b 的位置调换,即得到y=q^{b-1}\frac{1-p^a}{p^{a-1}+q^{b-1}-p^{a-1}q^{b-1}}
对于离散但无穷的样本空间,求概率可以根据关系式列出方程求解