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Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices

Posté par
heclat
13-05-13 à 20:17

Bonjour, voici un exercice sur lequel je peine...

Les habitants de la planète Herma peuvent choisir, chaque jour, leur genre : masculin (M) ou féminin (F).
On observe que chaque jour, 1/3 des hermiens qui avaient le genre masculin choisissent le genre féminin le lendemain et que 1/4 de ceux qui avaient le genre féminin choisissent le genre masculin le lendemain.
On considère la variable aléatoire Xn donnant le genre d'un habitant de Herma au jour n (en identifiant {M;F} à {1;2}).

1. Représenter la situation par un graphe et écrire la matrice de transition T associée.
-> j'ai trouvé T=(en haut:2/3   1/3 ; en bas:1/4  3/4), une matrice carrée d'ordre 2

2. Recherche d'une loi stationnaire
a) On pose U=(x  y) avec x+y=1. Démontrer que l'on a :
U=U*Tau système : 4x-3y=0 et x+y=1

b) Résoudre ce système grâce au calcul matriciel.

c) En déduire qu'il existe une unique loi de probabilité U et calculer cette loi.

Toute aide est la bienvenue !
Merci

Posté par
Rodolphe
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 21:24

Bonsoir heclat

Comment traduis-tu cette égalité ?

\large  \left(x \ \ y \right)\  \left(\begin{array}{cc} 2/3&1/3\\1/4&3/4& \end{array} \right)=\left(x \ \ y \right)

Posté par
heclat
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 21:45

Bonsoir Rodolphe

Il faudrait que T soit égal à la matrice identité ?

Posté par
heclat
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 21:51

Ah non ! On peut écrire un système tel que :
2/3x+1/4y = x
1/3x+3/4y = y

Posté par
Rodolphe
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 22:05

voilà, simplifie les deux équations qui sont équivalentes avec la contrainte x + y = 1 et tu tombes sur le résultat escompté

Posté par
heclat
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 22:24

J'avoue ne pas tout comprendre... et je ne retrouve pas ces 4x-3y=0

Posté par
Rodolphe
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 22:41

ET bien regarde, c'est tout simple et à mon avis, tu as un coup de fatigue

\frac{2}{3}x+\frac{1}{4}y=x x-\frac{2}{3}x-\frac{1}{4}y=0 \frac{1}{3}x-\frac{1}{4}y=04x-3y=0

La deuxième conduit au même résultat

Posté par
heclat
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 22:47

Effectivement, je vais aller me coucher !
En tout cas merci beaucoup pour ce coup de pouce

Posté par
Rodolphe
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 13-05-13 à 23:00

De rien et repose-toi bien et reviens si tu as un souci sur la fin de l'exercice. Mieux, essaie de donner les réponses

Posté par
heclat
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 15-05-13 à 12:52

Re bonjour!
Donc fin du problème à tête reposée :

b) Grâce au système j'en déduit une égalité matricielle de la forme XA=B
avec X=(x  y), A=(4  1 / -3  1) et B=(0  1)
D'où, X=BA-1, sous réserve que A est inversible (je calcule ensuite l'inverse de A que je remplace dans l'égalité précédente)
Et j'obtiens finalement U=(3/7  4/7)

c) Puisqu'il existe un unique vecteur ligne U vérifiant l'équation matricielle U=UT, alors U est appelée loi de proba stationnaire, elle est unique et U=3/7   4/7) soit U(0.43   0.57). Je me demande juste si ça suffit pour la calculer ?

Posté par
flight
re : Planète Herma - Exercice spé maths - Matrices 15-05-13 à 14:25

salut

soient M1 et F1 le nbr de genre masculins et feminins au premier jour , alors

M2 = 1/4.F1 + 2/3.M1
F2 = 1/3.M1 + 3/4.F1

plus generalement

Mn = 1/4.Fn-1 + 2/3.Mn-1
Fn = 3/4.Fn-1 + 1/3.Mn-1

soit M =( 2/3  1/4 )
        ( 1/3  3/4 )

on peut ecrire que  (Mn Fn) = M^(n-1)(M1 F1)



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