Блоха Кузя может совершать прыжки из каждой вершины правильного тетраэдра ABCD в три соседние вершины, причем выбор этих вершин случайный и равновозможный. Прыгать Кузя начала из вершины A и, совершив 2020 прыжков, опять оказалась в той же вершине. С какой вероятностью это могло произойти?
Рассмотрим некоторый промежуточный шаг в движении Кузи. Если она на этом шаге находится в точке A, то вероятность попасть в A на следующем шаге равна нулю. Если же она находится в любой из оставшихся точек, B, C или D,то вероятность попасть в A на следующем шаге равна так как из каждой такой точки есть три равновозможных пути, только один из которых приводит в A. Пусть pk — вероятность того, что на k — ом шаге блоха находится в точке A. Соответственно не в точке A она находится с вероятностью Тогда на следующем шаге она окажется в A с вероятностью
Таким образом, а далее получим
Формулу для pn при докажем методом математической индукции.
База индукции:
Шаг индукции: пусть формула верна для то есть
Тогда
то есть формула верна и для А значит, верна и при любых Видим, что pn представляет собой сумму членов геометрической прогрессии со знаменателем Следовательно,
Ответ: