$f(x) :=x$回目でONになっている確率とすると、漸化式は
$$ \begin{aligned} f(x) & = \sum_k^{x-1} k\text{回目でOFFで、あとはずっとONである確率} \\ & = \sum_k^{x-1}(1-f(k))p(1-p)^{x-k-1} \end{aligned}$$このままでは間に合わないので差分を計算すると、$f(x)-f(x-1) = p(1-2f(x-1))$になっていて、$f(x) = p + (1-2p)f(x-1)$という線形漸化式が従う。$f(x)-1/2 = (1-2p)(f(x-1) -1/2)$より、$f(x) = 1/2 + (1-2p)^x(f(0)-1/2) = 1/2 + (1-2p)^x\cdot(-1/2)$と表せて、これなら計算できる形になっている。
……と迂遠な導出をしてしまったが、よく見ると自明に$f(x) = p(1-f(x-1)) + (1-p)f(x-1)$だった。直前から求まるかどうかは常に最初に考えるべき。
$p=1$の場合に計算誤差が問題になるようだった。(expt -1d0 奇数)は-1になってほしいが、指数が大きいと1になる。手元だと境界はこの辺:
> (expt -1d0 9007199254740991)
-1.0d0
> (expt -1d0 9007199254740993)
1.0d0
前者($=2^{53}-1$)がdouble-floatで正確に表現できる最大の整数なので、そこを超えると精度が落ちるのは明らかとして、そこまではOKなのかは実装次第だが、たぶん普通はOK。
