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连续两次正面的期望抛掷次数

Expected Number of Coin Flips to Get Two Heads in a Row

专题
Probability / 概率
难度
L4

题目详情

开始反复抛一枚公平硬币。直到你第一次得到连续两次正面(HH)为止,期望需要抛多少次?

You start flipping a fair coin. What is the expected number of flips until you get two heads in a row?

解析

设状态 A 表示“当前没有连续正面的前缀(上一轮不是 H)”,状态 B 表示“上一轮是 H”。令 EA,EBE_A,E_B 分别为从状态 A/B 到达 HH 的期望抛掷次数。

从状态 A:下一次抛掷后

  • 1/21/2 概率得到 T,仍在 A;
  • 1/21/2 概率得到 H,进入 B。

因此

EA=1+12EA+12EB.E_A = 1 + \frac{1}{2}E_A + \frac{1}{2}E_B.

从状态 B:下一次抛掷后

  • 1/21/2 概率得到 H,结束;
  • 1/21/2 概率得到 T,回到 A。

因此

EB=1+120+12EA.E_B = 1 + \frac{1}{2}\cdot 0 + \frac{1}{2}E_A.

联立解得 EA=6E_A=6,所以答案是 6\boxed{6}


Original Explanation

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