Высшая проба 2021, 10 класс, задача 2
( баллов) Число случайным образом выбирается на отрезке (вероятность того, что попадет в заданный интервал на отрезке , пропорциональна длине этого интервала). Далее строится последовательность , такая, что
Какова вероятность того, что ?
Ответ
Решение
Ответ: . Будем доказывать индукцией по следующие два утверждения.
. Вероятность того, что , равна .
. Вероятность того, что попадет в заданный интервал на отрезке , пропорциональна его длине.
База индукции следует из условия задачи. Пусть и выполнены для . По условию , где определяется по формуле .
Заметим, что прообраз отрезка при отображении есть объединение отрезков и . Таким образом, вероятность того, что , равна вероятности того, что . Суммарная длина отрезков и составляет от длины отрезка . Поэтому из утверждений и для следует, что искомая вероятность равна
Утверждение для доказано. Теперь заметим, что функции и являются линейными, и их образы совпадают с отрезком . Таким образом, утверждение для следует из аналогичного утверждения для . Переход индукции доказан.
