・ドライブ中の出来事2                       GAI 氏

 ドライブしているとき、ある区間で13回信号を通過したが、そのうち青が6回、赤が4回、
黄が3回であった。ところが、そのどれも同じ色の信号が連続したことは起らなかったとい
う。さて、この現象の珍しさ(確率)は如何に?

問題に対し、

 青6個、赤4個、黄3個計13個をランダムに並べたときどの色も連続して並ばない珍しさ
として、89/12012 の数値を出して頂いた。

 そこで、今回は、青、赤、黄のいずれかを13個並べたとするとき、必ず同じ色が隣に並ん
でいる珍しさを数値的に出して頂きたい。もちろん、青だけが13個並べてある場合も、この
中には含まれる。
(=ドライブ中13回信号にかかったが、どの信号の色も前か後の信号の色と同じになった
現象)


 らすかるさんからのコメントです。(平成30年1月14日付け)

 同じ色のかたまりは最大6個
 同じ色のかたまりが1個のとき3×2^0×11C0通り
 同じ色のかたまりが2個のとき3×2^1×10C1通り
 同じ色のかたまりが3個のとき3×2^2×9C2通り
 同じ色のかたまりが4個のとき3×2^3×8C3通り
 同じ色のかたまりが5個のとき3×2^4×7C4通り
 同じ色のかたまりが6個のとき3×2^5×6C5通り

 合計して4095通りなので、求める確率は、4095/3^13=455/177147≒0.257%≒1/389

 =ドライブ中13回信号にかかったが、どの信号の色も前か後の信号の色と同じになった現象

 現象的には同じですが、確率は全然違いますね。実際の信号は黄色確率が1/20〜1/50
ぐらい(感覚的な値)ですので、2色とした場合の約3.5%の方が(0.257%よりは)現実の確率に
近いと思います。


 GAIさんからのコメントです。(平成30年1月14日付け)

 =ドライブ中13回信号にかかったが、どの信号の色も前か後の信号の色と同じになった現象
 現象的には同じですが、確率は全然違いますね。


 そうですね。てっきり同じ現象と勘違いしていました。

 一般に、3色がいずれか合計n個なら、同じ色が少なくとも隣にある場合の総数が

   3*{(sum(k=1,n-1,(-1)^(k+1)/2^k)の分子}

で与えられるみたいで面白いです。


 らすかるさんからのコメントです。(平成30年1月14日付け)

 漸化式を立てると、 a[1]=0、a[2]=3、a[n]=a[n-1]+2a[n-2] となり、これを解くと、

  a[n]=2^(n-1)+(-1)^n

となりますね。


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