方針
カードの数を ( は奇数)と表すと得点は奇数部分 である。したがって、各 について となる奇数 の和を足せば、全カードの得点総和になる。最後にカード枚数200で割る。
解答
カードに書かれた数を と表す。ただし は奇数である。このとき、偶数である限り2で割って最後に得られる奇数は である。したがって得点は である。
得点の総和を、 ごとに分けて求める。 では奇数 が出るので和は である。 では なので の奇数の和で である。
同様に続けると、得点総和は である。ここで例えば 、 は、それぞれ 、 の奇数和である。
したがって得点総和は である。カードは全部で200枚だから、期待値は である。よって である。
別解
解法2(総得点の再帰計算)
方針
1から までの得点総和を とする。
奇数カードの寄与と、偶数カードを2で割った後の寄与に分けると
短い再帰式が得られる。
解答
を、1から までのカードの得点総和とする。
奇数カードの得点はその数自身であり、偶数 の得点は
カード の得点と同じである。したがって正の奇数を小さい方から 個足した和は だから200枚は等確率なので、期待値は
総評
難度5、計算量5。得点は「奇数部分」で決まるので、200個を直接分類するより2の指数で層に分けるとよい。奇数の和 を使うと計算が短い。よくある誤りは、同じ得点になるカードの枚数を数え忘れること、また期待値で200で割り忘れることである。目安は12分程度。 2つの解法は標準的な答案手順と、構造を使って検算できる別経路に分けた。等号条件、範囲、必要性と十分性を明示し、積分・総和・極限および主要な分数は読みやすい表示形式に統一した。