부터 까지의 자연수가 각각 하나씩 적힌 개의 공이 들어 있는 주머니에서 임의로 개의 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 라 하자. 다음은 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 개이므로 확률변수 가 가질 수 있는 값 중 가장 큰 값을 이라 하면 이다.
(i) 인 경우
첫 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 짝수이므로
(ii) 인 경우
첫 번째와 두 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 모두 홀수이므로
(iii) 인 경우
첫 번째와 번째 꺼낸 공에 적힌 수가 홀수이고,
두 번째부터 번째까지 꺼낸 공에 적힌 수가 모두
짝수이므로
따라서
위의 (가)에 알맞은 수를 라 하고, (나)에 알맞은 식을 라 할 때, 의 값은? [4점]