¿Cuál es la probabilidad de obtener un número par de caras cuando se lanzan juntas siete monedas independientes con un cierto conjunto de sesgos?

La respuesta es [matemáticas] \ dfrac {1} {2} [/ matemáticas].

Se da que la probabilidad de caras en la moneda [matemática] n [/ matemática] es [matemática] p_n = 0.1n [/ matemática], para [matemática] n = 1, \ ldots, 7 [/ matemática] .

Sea [math] f_n [/ math] la probabilidad de obtener un número par de caras cuando las primeras monedas [math] n [/ math] se lanzan juntas. Entonces la probabilidad que queremos calcular es [math] f_7 [/ math].

Podemos escribir una relación de recurrencia para [math] f_n [/ math]. Obtenemos un número par de caras al lanzar las primeras monedas [math] n [/ math] de una de las siguientes dos maneras:

  1. Obtenemos un número par de caras en las primeras monedas [matemáticas] n-1 [/ matemáticas], y una cola en la moneda [matemáticas] n [/ matemáticas] – la probabilidad de esto es [matemáticas] f_ {n -1} (1 – p_n) = (1 – 0.1n) f_ {n-1}; [/ math] o
  2. Obtenemos un número impar de caras en las primeras monedas [matemáticas] n-1 [/ matemáticas], y una cara en la moneda [matemáticas] n [/ matemáticas] – la probabilidad de esto es [matemáticas] (1 – f_ {n-1}) p_n = 0.1n (1 – f_ {n-1}) [/ math].

Podemos considerar el caso de las monedas [math] 0 [/ math] como base para la relación de recurrencia, y dado que el número de caras en este caso es [math] 0 [/ math], que es par, [math] f_0 = 1 [/ matemáticas].

Así,

[matemáticas] \ begin {align}
& f_n = (1 – 0.1n) f_ {n-1} + 0.1n (1 – f_ {n-1}) \\
& f_0 = 1
\ end {align} [/ math]

Ahora, observe que para [matemáticas] n = 5 [/ matemáticas], lo anterior da:

[matemáticas] \ begin {align}
f_5 & = (1 – 0.1 \ por 5) f_4 + 0.1 \ por 5 (1 – f_4) \\
& = 0.5 f_4 + 0.5 (1 – f_4) \\
& = 0.5
\ end {align} [/ math]

Nuevamente, observe que si, para algunos [matemática] n [/ matemática], [matemática] f_ {n-1} = 0.5 [/ matemática], entonces

[matemáticas] \ begin {align}
f_n & = (1 – 0.1n) 0.5+ 0.1n \ veces 0.5 \\
& = 0.5
\ end {align} [/ math]

Esto aplica para [matemática] n = 6 [/ matemática], como [matemática] f_5 = 0.5 [/ matemática], y luego para [matemática] n = 7 [/ matemática], como [matemática] f_6 = 0.5 [/ matemática ] Por lo tanto, la respuesta es [matemáticas] f_7 = 0.5 [/ matemáticas].