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【解答】
(1)
n回目にBがサイコロを投げる確率をbnとする。
n回目にAが投げるのは
・n-1回目にAが投げて、1~3の目を出す
・n-1回目にBが投げて、4,5の目を出す
の2パターンあるので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n=\frac{3}{6}a_{n-1}+\frac{2}{6}b_{n-1}\end{align*}}$・・・・・・①
Bについても同様に考えると、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf b_n=\frac{2}{6}a_{n-1}+\frac{3}{6}b_{n-1}\end{align*}}$・・・・・・②
また、1回目はAが投げるので、a1=1、 b1=0
①+②より
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n+b_n=\frac{5}{6}\left(a_{n-1}+b_{n-1}\right)\end{align*}}$
数列{an+bn}は、初項a1+b1=1の等比数列をなすので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n+b_n=\left(\frac{5}{6}\right)^{n-1}\end{align*}}$・・・・・③
また、①-②より
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n-b_n=\frac{1}{6}\left(a_{n-1}-b_{n-1}\right)\end{align*}}$
数列{an-bn}は、初項a1-b1=1の等比数列をなすので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n-b_n=\left(\frac{1}{6}\right)^{n-1}\end{align*}}$・・・・・④
③、④を連立させて解くと、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf a_n=\frac{1}{2}\left(\frac{5}{6}\right)^{n-1}+\frac{1}{2}\left(\frac{1}{6}\right)^{n-1} \ \ , \ \ \ b_n=\frac{1}{2}\left(\frac{5}{6}\right)^{n-1}-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{6}\right)^{n-1}\end{align*}}$
(2)
n回目にAがサイコロを投げて、6の目が出ればよいので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf p_n=\frac{1}{6}a_n=\frac{1}{12}\left(\frac{5}{6}\right)^{n-1}+\frac{1}{12}\left(\frac{1}{6}\right)^{n-1}\end{align*}}$
(3)
qn=p1+p2+・・・・・+pnなので、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf q_n=\frac{1}{12} \sum^{\sf n}_{\sf k=1} \sf \bigg\{\left(\frac{5}{6}\right)^{n-1}+\left(\frac{1}{6}\right)^{n-1} \bigg\}\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf =\frac{1}{12} \cdot \frac{1-\left(\frac{5}{6}\right)^{n}}{1-\frac{5}{6}}+\frac{1}{12} \cdot \frac{1-\left(\frac{1}{6}\right)^{n}}{1-\frac{1}{6}}\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf =\frac{3}{5}-\frac{1}{2}\left(\frac{5}{6}\right)^{n}-\frac{1}{10}\left(\frac{1}{6}\right)^{n}\end{align*}}$