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Espérance du nombre de paires consécutives croissantes

Posté par
flight
10-02-26 à 14:40

Bonjour , je vous propose l'exercice suivant  ;

On considère une permutation uniforme des entiers 1, 2, ..., n.
On note X le nombre de fois où deux termes consécutifs de la permutation forment une paire consécutive croissante, c'est-à-dire qu'à une position k on a a(k+1) = a(k) + 1.

Calculer l'espérance E(X) en fonction de n.

Posté par
dpi
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 10-02-26 à 16:15

Doit-on comprendre;

123   = deux paires 12 et 23
1234 =3 paires 12 ;23;34   ou seulement  12 et 34 ?

Posté par
dpi
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 10-02-26 à 16:31

Curieusement ,si la réponse est positive on trouve moins que 1
pour n= 8--->0.875 paires en moyenne.

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Posté par
jandri Correcteur
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 10-02-26 à 16:47

Bonjour,
@dpi
Pour 1234 il y a bien 3 paires consécutives croissantes.

L'espérance demandée vaut

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Il y a une démonstration très simple :
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Posté par
flight
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 00:16

Bonjour Jandri,
j'obtiens un résultat différent du tien : je trouve (n-1)/n.
N'aurais-tu pas compté les paires montantes au sens large (a(k+1) > a(k)) plutôt que les seules paires consécutives exactes (a(k+1) = a(k) + 1) ?

Posté par
dpi
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 09:31

Bonjour,
Ma réponse n'est pas n-1/n mais 1-1/n
je donne le tableau de mes résultats:
Espérance du nombre de paires consécutives croissantes

Posté par
candide2
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 09:47

Bonjour,

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Posté par
jandri Correcteur
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 09:54

Bonjour flight,
tu as raison, je n'ai pas lu assez attentivement l'énoncé et j'ai compris "paires montantes au sens large, a(k+1) > a(k)".
Avec la bonne définition je trouve bien (n-1)/n ou encore 1-1/n avec la même démonstration que celle que vient de donner candide2.

Posté par
dpi
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 10:59

suite
Je me suis aussi penché sur les paires successives croissantes :
exemple n=8:
12378456   12 23 78 45 56 donc  5 paires mais seulement  3 en progression.
Pour n=8 on obtient  35287 paires  dont 30757 croissantes (en comptant toujours la première)
Il semblerait qu'on passe de 1-1/n  à  (1-1/n)²
.
      

Posté par
verdurin
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 11-02-26 à 18:35

Bonsoir,
si on prend a(k+1) = a(k) + 1 modulo n, c'est à dire que 1 est le successeur de n, on a le résultat E(X)=1 qui ne dépend pas de n.
Je trouve ça amusant.

Posté par
jandri Correcteur
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 12-02-26 à 12:01

Bonjour,
une autre variante qui donne également E(X)=1 c'est d'étendre le "a(k+1) = a(k) + 1" à "a(1)=a(n)+1".

Mais si on combine les deux variantes, c'est-à-dire si on prend "a(k+1) = a(k) + 1 modulo n" et "a(1) = a(n) + 1 modulo n" on obtient E(X)=n/(n-1) qui dépend à nouveau de n.

Posté par
flight
re : Espérance du nombre de paires consécutives croissantes 19-02-26 à 12:36

Bonjour , bravo à candide2 et à jandri



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