toretoВы сами предложили путь решения задачи с помощью нахождения суммы ряда. Да, есть и более короткие пути. Но мне кажется, Вам сейчас стоит об этом не думать, а решить задачу Вашим способом.
Вы записали ряд

. Я уже говорил, что мат.ожидание длины последовательности записывается через другой ряд, более сложный, но этот тоже понадобится, и на нём можно потренироваться. Вот что можно сделать. Выделим первое слагаемое.

Применим рекуррентную формулу для

-го числа Фибоначчи

Сдвинем в обеих суммах нумерацию, чтобы вернуться к

.

Во второй сумме учтено, что

.
Теперь надо в правой части выразить суммы через

и получить уравнение первой степени.