1부터 9까지의 자연수가 각각 하나씩 적힌 9개의 공이 들어 있는 주머니에서 임의로 1개의 공을 꺼내어 적힌 수를 더하는 시행을 반복한다. 꺼낸 공은 다시 넣지 않으며, 첫 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 짝수이거나 꺼낸 공에 적힌 수를 차례로 더하다가 그 합이 짝수가 되면 이 시행을 멈추기로 한다. 시행을 멈출 때까지 꺼낸 공의 개수를 확률변수 X라 하자. 다음은 E(X)를 구하는 과정이다. (단, 모든 공의 크기와 재질은 서로 같다.)
첫 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 홀수일 때, 꺼낸 공에 적힌 모든 수의 합이 짝수가 되려면 그 이후 시행에서 홀수가 적힌 공이 한 번 더 나와야 한다. 이때 짝수가 적힌 공은 4개이므로 확률변수 X가 가질 수 있는 값 중 가장 큰 값을 m이라 하면 m=(가)이다.
(i) X=1인 경우
첫 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 짝수이므로 P(X=1)=94
(ii) X=2인 경우
첫 번째와 두 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 모두 홀수이므로
P(X=2)=9P25P2=185
(iii) X=k (3≤k≤m)인 경우
첫 번째와 k번째 꺼낸 공에 적힌 수가 홀수이고, 두 번째부터 (k−1)번째까지 꺼낸 공에 적힌 수가 모두 짝수이므로 P(X=k)=9Pk(나)
따라서 E(X)=i=1∑m{i×P(X=i)}=2
위의 (가)에 알맞은 수를 a라 하고, (나)에 알맞은 식을 f(k)라 할 때, a+f(4)의 값은? [4점]