n人でじゃんけんをしたら、平均何回で決着するか(2/3)

  じゃんけんの人数と、平均決着回数の関係を考えています。前回の続きです。

2 まずは、確率から考える(2)

2人から4人について、表をつくると、以下のようになりました。

人数(n)

手の出し方の総数

決着がつく場合の数

1回で、決着がつく確率

=9

2/3≒0.67

=27

18

2/3≒0.67

=81

42

14/27≒0.52

  さて、手の出し方はになるのは、分かると思います。理由(←クリック)

問題は、決着がつく場合の数です。
6,18,42と続く数字の法則をかんがえます。
そのために、2人のじゃんけんパターンに3人目が加わったと考えていくと、
先が見えて来ました。

2人の決着パターン(黒字)に
3人目(青字)を加えて、決着がつくパターンを考えます。
  グ−チ−
(グorチ)
  グ−パ−
(グorパ)     ※このように、1人少ない場合の決着パターンに、
  チ−グ−
(チorグ)      すでに出されている手を出せば、決着しますね。
  チ−パ−
(チorパ)
  パ−グ−
(パorグ)
  パ−チ−
(パorチ)
また、2人のあいこパターン(黒字)に
3人目(青字)を加えても、決着パターンが出来ます。
  グ−グ−
(チorパ)
  チ−チ−
(グorパ)     ※このように、1人少ない場合の
  パ−パ−
(グorチ)      全員同じものを出すあいこパターンに、
                 それと違う手を出せば、決着しますね。

式を作ると、

  「1人少ない決着がつく場合の数」*2+「全員同じ手を出したあいこ」*2
 =
「1人少ない決着がつく場合の数」*2+6

少し格好いい式(漸化式)で、
 n人の決着がつく場合の数を、数列{a}と考えると、
                      
=2ak−1+6  
また、
=0とすれば、上の漸化式はk≧2で成り立ちます。

この漸化式から、一般項aは、
    
=3・2−6   となります。  ※途中計算は?(←クリック)

よって、n人じゃんけんでの決着がつく場合の数は  3・2−6 通り

   ここまでくれば、確率が書けます。以下にまとめます。

 

ここまでのまとめ

n人のじゃんけんで、
    手の出し方は  
 通り
    決着がつく場合は そのうちの 
3・2−6 通り

よって、
n人のじゃんけんで、決着がつく確率は、   
(3・2−6)/3

 

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