设E(i,4-i)为前门i双鞋,后门4-i双鞋的情况下的期望天数。
显然有:
E(3,1)=E(1,3)
E(4,0)=E(0,4)
每天有1/2机会同一个门进出,什么都没有改变。1/4机会前门多一双鞋,后门少一双鞋。1/4机会后门多一双鞋,前门少一双鞋。
所以有:
E(2,2)=1/2(E(2,2)+1)+1/4(E(3,1)+1)+1/4(E(1,3)+1)
解得:
E(2,2)=E(3,1)+2
同时有:
E(3,1)=1/2(E(3,1)+1)+1/4(E(4,0)+1)+1/4(E(2,2)+1)
解得E(3,1)=E(4,0)+6
注意到如果有一个门没有鞋了,则早上有1/2机会没有鞋穿,1/4机会什么都没改变,1/4机会没有鞋的门多一双鞋.
有:
E(4,0)=1/2*1+1/4(E(4,0)+1)+1/4(E(3,1)+1)
解得E(4,0)=5
E(3,1)=11
E(2,2)=13