2003 AIME II Problem 13
Below is the professionally curated solution for Problem 13 of the 2003 AIME II, from LIVE by Po-Shen Loh. You can also try the full timed exam, view all 2003 AIME II solutions, or check the answer key.
All of the real AMC 8, AMC 10, AMC 12, and AIME problems in our complete solution collection are used with official legal permission of the Mathematical Association of America (MAA).
Difficulty rating: 2650
13.
A bug starts at a vertex of an equilateral triangle. On each move, it randomly selects one of the two vertices where it is not currently located, and crawls along a side of the triangle to that vertex. Given that the probability that the bug moves to its starting vertex on its tenth move is where and are relatively prime positive integers, find
Solution:
Let be the probability that the bug is at its starting vertex after moves, so The bug is home after move exactly when it was elsewhere after move (probability ) and then chose the starting vertex (probability ):
The fixed point of this recurrence is and so
For Since and share no factor,
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