更正計算題第7題
有一款手機遊戲《花女策珂戰》,遊戲中有抽卡機制,可以透過抽卡來抽得角色。每次抽卡都會抽出一張角色卡,抽卡有可能會抽到重複的角色卡。而角色卡有等級之分,最好的等級是SSR,其餘等級都稱為廢卡。此遊戲抽卡時會有保底機制,其機制為:若連續抽卡99次,皆抽到廢卡,則下一次抽卡必定抽得SSR,而必定抽到SSR的這次抽卡稱為觸發保底。此機制會永久有效,即只要抽到SSR卡,不論是直接抽到或者觸發保底抽到,只要再次發生連續抽卡99 次皆抽到廢卡,則下一抽也必定是抽到SSR。設尚未觸發保底時,每次抽卡抽到 SSR的機率皆為定值p,且
0
p
1。若抽卡250次,試求抽到SSR的次數期望值(試以
p表示答案)。
[解答]
設第
k次抽到SSR的機率為
pk
p1=p2=

=p99=p
p100=p+(1−p)99(1−p)=p+(1−p)100
p101=p+p1(1−p)99(1−p)=p+p1(1−p)100
p102=p+p2(1−p)99(1−p)=p+p2(1−p)100
...
p250=p+p150(1−p)99(1−p)=p+p150(1−p)100
因此250次可抽得SSR張數的期望值為
p1+p2+

+p250
=250p+[1+p1+p2+

+p150](1−p)100
=250p+[1+p_1+p_2+...+p_{99}](1-p)^{100}+[p_{100}+p_{101}+...+p_{150}](1-p)^{100}
=250p+[1+99p](1-p)^{100}+[51p+(1+50p)p^{100}](1-p)^{100}
=250p+(1+150p)(1-p)^{100}+(1+50p)(1-p)^{200}