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Niveau Licence Maths 1e ann
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le jeu du franc carreau (probabilité)

Posté par
black243benny
30-05-15 à 13:47

Bonjour à tous, merci de votre aide pour m'aider à répondre à ce sujet sur les probabilités du franc carreau ! merci d'avance pour vos réponses

sujet : On lance une pièce de rayon r sur un quadrillage composé de carrés de longueur L. On dit que ce lancer est un franc carreau si la pièce ne touche aucun bord du quadrillage.

1) Calculer la probabilité p du franc carreau en fonction de r et de L

2) On se propose de vérifier ce résultat numériquement. Simuler N lancers de pièces independants pour r=1 et L=2, pour N entre 100 et 10.000. Indiquer comment fonctionne votre algorithme

3) Pour chaque N, calculer la probabilité estimée pN que le lencer soit un franc carreau.

4) Trouver empiriquement la vitesse de convergence de pN vers p, i.e la puissance telle qu'il existe une constante C avec pN-p ~ C/n

5) On vous propose le jeu suivant: Dans un premier temps, vous lancez 1 à 6 faces et notez Y la valeur obtenue. Ensuite vous lancez Y pièces de rayon 1 sur un quadrillage (avec L=2) et notez X le nombre de franc carreaux obtenus. Pour chaque valeur possible de Y, calculer la probabilité associée.

6) Calculer la probabilité que X soit supérieur ou égal à 6.

7) Calculer la probabilité que X soit supérieur ou égal à 4.

Merci à tous

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 13:58

salut

faire un dessin ...

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 14:03

Bonjour,
si tu fais un dessin qui représente les surfaces pour lesquelles le centre de la pièce fait qu'elle ne touche pas le quadrillage, le rapport avec la surface totale du carré te donnera la proba.

La surface totale d'un carreau est L², le côté de la partie centrale cherchée est L-2r (si tu fais un dessin cela se visualise aisément).

La proba devient donc  (L-2r)²/L²  
2) ton exemple est bizarre car il est impossible que la pièce ne touche pas de quadrillage...

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 14:03

Bonjour carpediem,
désolé!

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 14:48

merci pour vos réponses , mais c'est possible que la pièce ne touche aucun bord du quadrillage , c'est le but meme du jeu franc carreau
et pour la 1ere question c'est bien ce que j'avais aussi trouvé , merci , la suite que j'arrive pas

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 15:03

si la proba est (L-2r)²/L²   pour L=2 et r=1, je te confirme que c'est impossible... (proba nulle!)

Pour la simulation des N lancers.... faut voir avec quoi! et comment: deux variables aléatoires x et y comprises entre 0 et L
avec un succès si r<x<L-r et r<y<L-r ?

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 16:23

j'avoue je ne comprend pas trop , pour les N lancer j'ai fait un dessin avec un carré ABCD et un carré A'B'C'D' centré dans ABCD et je me suis dis qu'il faut peut etre faire une hypothe "il y a franc carreau si la pièce tombe dans ABCD et le centre de la piece est dans le carré A'B'C'D'" la probabilité associée sera donc l'air du carré A'B'C'D' divisée par celle du carré ABCD

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 16:30

Ça c'est le principe de la proba par le calcul; on ne s'intéresse pas à mon avis à une pièce qui tombe en dehors du carreau puisqu'elle sera dans un autre carreau (on a un quadrillage et pas un unique carreau!).

Pour l'expérience, si on part du résultat (proba déterminée), cela n'a plus aucun intérêt je pense et faire l'expérience 100 ou 10.000 fois n'apporte pas grand chose.

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 16:48

donc en gros y a un probleme dans l'enoncé alors ?

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 17:07

je ne sais pas si l'énoncé est complet; notamment s'il y a plus de détails pour la simulation. Je te proposais une méthode pour la simulation, que tu peux utiliser si tu n'as pas d'autre indication...(mais clairement pour moi en prenant les valeurs 2 pour L et 1 pour r, il y a un problème; si tu fais le dessin tu verras qu'il est difficile de faire un carreau franc!)

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 17:38

Oui je vois bien et je comprend ce que vous dites , c'est bizarre :s

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 17:42

Du coup je ne sais pas si c'est possible de faire la suite sansavoir fait la question 2) 3) 4)
à partir du 5) c'est peut etre possile ?

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 18:30

il est évident qu'il y a une erreur sur L ou sur r puisqu'il faut 2r < L

quand à l'expérience on peut penser à une loi uniforme ....

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 18:30

donc tu peux très bien prendre r = 1 (c'est l'unité) puis L = 4 par exemple !!!

Posté par
LeDino
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 18:36

Si les hypothèses posent problème il suffit d'en faire d'autres.
Et pour la simulation tu vas paramétrer, donc ta solution sera tout terrain...

Le problème reste tout aussi intéressant si tu poses L=2 et r=1/2
En fait dans ce cas ce serait le diamètre qui vaudrait 1 et non le rayon...

Posté par
LeDino
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 18:37

Lol !
Grillé par carpediem.

Exactement la même longueur d'onde .

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 20:08

D'accord suffisait de changer les valeurs et hop , j'ai pris au final r=1/2 et L=2, après j'ai fait la simulation de l'experience sachant que c'est une loi uniforme

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 20:12

ça a permis de répondre aux questions 2 et 3 du coup merci , quant à la question 4) ça reste un mystère et je ne vois pas ce que represente le "n", il ya une histoire de limite ?

Posté par
sbarre
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 30-05-15 à 20:31

je ne sais pas trop...il pourrait être utile de faire des calculs avec N=100; 1.000;10.000;100.000 etc pour voir comment évolue l'écart entre pN et p obtenu par le calcul...

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 16:16

oui merci c'est exactement ça. par contre pour l'expérience de la question 5) je ne vois pas de quelle loi s'agit il pour calculer les probabilitées demandées

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 16:28

y avait une petite erreur dans la question 5, la vraie c'est 5) On vous propose le jeu suivant: Dans un premier temps, vous lancez un dé à 6 faces et notez Y la valeur obtenue. Ensuite vous lancez Y pièces de rayon 1 sur un quadrillage (avec L=2) et notez X le nombre de franc carreaux obtenus. Pour chaque valeur possible de Y, calculer la probabilité associée.

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 17:32

loi binomiale ...

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 18:15

Pourriez vous plus detailler svp ?

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 19:13

pour chaque valeur de Y X suit une loi binomiale ...

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 19:56

ça j'avais compris, X suit la loi binomiale de paramètres n=Y et p=(L-2r)2/L2

ET pour chaque valeur de Y la probabilité associée est P(Y)=1/6 vu que Y c'est la valeur d'un dé à 6 faces que j'ai supposé équilibré

bon ?

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 20:04

par contre là où c'est bizarre c'est que comment X peut etre superieur ou égal à 6 ? ou meme à 4 sachant que X depend de la valeur de Y {1,2,3,4,5,6} , si par exemple on a Y=3 , on fait comment ?

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 20:57

exemple ::

P(X = 2) = P(X = 2 et Y = 2) + P(X = 2 et Y = 3) + ... + P(X = 2 et Y = 6)

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 20:58

P(X >= 6) = P(X = 6 et Y = 6) ....

Posté par
black243benny
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 31-05-15 à 23:49

merci

Posté par
carpediem
re : le jeu du franc carreau (probabilité) 01-06-15 à 09:59

de rien



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