已知坐标平面上有顶点分别为 $(2,2),(-2,2),(-2,-2),(2,-2)$ 的正方形,一个粒子从原点 $O(0,0)$ 出发,每秒钟等可能的移动到离当前位置最近的 $8$ 个格点(横纵坐标均为整数的点)中的一个,每次移动独立.粒子第一次撞击正方形时,撞击位置是正方形的顶点(而不是边的内部)的概率为 $\dfrac mn$,其中 $m,n$ 是互质的正整数,则 $m+n=$( )
A.$ 4 $
B.$ 5 $
C.$ 7 $
D.$ 15 $
E.$ 39$
答案 E.
解析 不影响本质,将格点改为格子,设初始位置在 $P,X,Y$ 时能够符合题意的达到角落 $A$ 的概率分别为 $p,x,y$,则\[\begin{cases} p=\dfrac 48x+\dfrac 48y,\\ x=\dfrac 18\cdot 1+\dfrac 48\cdot 0+\dfrac 28y+\dfrac 18p,\\ y=\dfrac 38\cdot 0+\dfrac 28x+\dfrac 28y+\dfrac 18p,\end{cases}\iff \begin{cases} p=\dfrac4{35},\\ x=\dfrac{11}{70},\\ y=\dfrac1{14},\end{cases}\]因此所求 $m+n=39$.