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matrices

Posté par
morgane55
27-02-15 à 20:00

Bonjour voici l'exercice : Soit une marche aleatoire sur triangle SRT. A xhaque pas, la probabilité de rester sur un sommet est 0.5 mais il y a une meme probabilité de passer sur un autre sommet. on note sn,rn,tn la probabilité de se retrouver sur sommet S,R ou T au bout de n déplacements puis on note Xn = (sn , rn , tn ) (c'est une matrice ).
1. Démontrer qu'on a une relation de forme : Xn+1=MXn où M sera la matrice à préciser.
2)a) S = 4M-2I3, demontrer que S^2=S+2I3.
b) Montrer qu'on a donc 2 suites (un)n et (vn)n tel que pr tout n0 nous avons M^n=unI3+vnS où un+1 = 0.5un+0.5vn et vn+1 sera à déterminer en fonction de un et vn. ( les n sont en indice).
c) wn = un+2vn. Montrer alors que (wn)n est constante. ( n toujours en indice ).
d) tn = un - vn. Montrer alors que  (tn)n est géométrique.
e) déduire de tout cela une écriture explicite de (tn)n , (un)n et (vn)n  ( ce sont des suites ).
f) Donner alors la matrice M^n. Conclusion pour la suite (Xn)n ?
Pour la question 1) je trouve M ( 1/6 1/12 1/12
                                  1/12 1/6 1/12
                                  1/6  1/12 1/12)

Je ne sais pas si je me suis tromper mais je dois avouer que j'ai eu beaucoup de mal à traduire l'énoncé quelque un pourrait m'aider svp et me faire par exemple l'arbre à  trouver ?? Merci d'avance.

Posté par
PeroRosso
matrices 27-02-15 à 20:04

Bonsoir,

Pour t'aider à la question 1), essaie de tracer un graphe probabiliste pour éclairer la situation. Si tu veux poste la photo quand tu as terminé. Ce graphe t'aidera à mieux discerner comment créer la matrice M.

Posté par
PeroRosso
rectification 27-02-15 à 20:05

Désolé je n'avais pas vu la fin de ton message pour M

Posté par
PeroRosso
matrices 27-02-15 à 20:06

Où bloques-tu exactement ?

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 20:17

Merci de votre réponse rapide , je n'arrive pas à faire un arbre pour schématiser enfaite et je ne sais pas si ma matrice M est juste .

Posté par
PeroRosso
matrices 27-02-15 à 20:40

Hé bien si tu veux tu peux prendre le modèle des graphes probabilistes dans ton cours. Sinon l'arbre mais c'est un peu plus compliqué... Mais regarde bien l'énoncé, on te dit : "A chaque pas, la probabilité de rester sur un sommet est 0.5 mais il y a une même probabilité de passer sur un autre sommet."

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 21:33

Je n'y arrive pas et je n'ai pas appris les graphes probabilistes c'est  quoi ?

Posté par
PeroRosso
matrices 27-02-15 à 21:36

Un graphe probabiliste est un petit schéma qui résume la situation. Ici un dessin d'un triangle avec des flèches représentant les différents sens de déplacement entre les sommets. Ces flèches sont nommées par la probabilité d'aller d'un sommet à un autre.

N'as-tu pas ça dans ton cours ?

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 21:44

Non j'ai jamais vu ça c'est un dm cet exercice c'est pour cela je ne comprends pas.

Posté par
PeroRosso
matrices 27-02-15 à 21:48

J'ai vu que c'était un dm. Bon c'est pas normal que vous ne l'ayez pas vu parce que ça aide quand même.

Dans ce cas là, qu'as tu fais pour trouver M et ses résultats ?

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 22:01

J'ai mis A,B,C sur un arbre avec 1/3 de proba pour chaque ensuite 0.5 pour a quand ca vient de a et 0.5 pour b quand ca vient de b apres pareil pour c et jai mis 1/4 pou tous les autres

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 22:17

SRT excusez moi j'ai l'habitude de parler d'un triangle ABC mais ici cest SRT

Posté par
PeroRosso
re : matrices 27-02-15 à 22:52

D'accord je vois mais pourquoi 1/4 ?

Posté par
morgane55
re : matrices 27-02-15 à 22:58

Parce que au debut pour S 1/3 pour R 1/3 pour T 1/3 ensuite lautre brance pour S yaura S R et T et pour S ca sera 0.5 je pense et vu que la probabilité doit etre egal à 1 les autres ca fera 1/4 pour R et 1/4 pour T pour la branche S non ?

Posté par
sloreviv
re : matrices 27-02-15 à 23:06

bonsoir
j'approuve en tant que prof le dernier msg 22.58

Posté par
sloreviv
re : matrices 27-02-15 à 23:16

par contre la matrice me surpend je dirai


.5 0.25 .25
.25 .5 .25
.25 .25 .5

Posté par
sloreviv
re : matrices 27-02-15 à 23:17

bon je vous laisse reflechir: dodo

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 08:15

Bonjour moi j'ai multiplier par 1/3 tout donc pour ça que ma matrice M donnait 1/6 1/12... j'ai dit que x0 c'était 1/3 1/3 et 1/3 mais je pense que c'est faux je sais pas.

Posté par
PeroRosso
re : matrices 28-02-15 à 12:25

Ahh ! Vu comme ça oui, moi j'avais la matrice identité en tête, autant pour moi.
Bon bah pour l'instant ça me semble correct, ton raisonnement est bon.

Maintenant as-tu compris pour la 2)a) ?

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 12:31

La question 2)al je comprends pas aidez moi svp

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 15:16

ru ecris a partir de la matrice M que j'e t'ai donnee, la marice Selle est forùmere de 1 partout et de 0 sur la diagonale

tu calcules S² et tu calcule
S+2I_3rtu verras que c'est pareil
2)b) c'est une recurrence

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 15:22

euh !!


tu es sure de  

Citation :
Xn+1=MXn
car j'e verrais plutot  Xn+1=Xn M

ou alors ta matrice X_n est une colonne et non une ligne

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 15:28

La matrice M que j'ai donné est fausse ?

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 15:29

Oui c'est bien Xn+1=MXn avec n en indice

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 15:39

et x_n en ligne?

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 15:41

ta matrice devrait avoir ts ses coeff d'une mme ligne de somme 1 ( toutes les proba en partant d'un sommet ) ce sont des proba conditionnelles partant d'un sommet donné

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 15:57

Non Xn en colonne donc la matrice M cest 0.5 0.25 0.25.... ?

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:05

ah ok ca va mieux et je confirme M est bien formee de  0.5 sur la diagonale  et 0.25 ailleurs .

cependant  j'ai un doute sur :

Citation :
meme probabilité de passer sur un autre sommet
( autre que le sommet sur lequel on est? ; j'espere!!!)

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:06

et ton enonce :

Citation :
M^n=unI3+vnS

c'est bien M^n a gauche?  

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 16:08

Oui c'est ça et oui c'est M puissance n

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:10

oui je crois que la reponse à ma derniere question est oui et alors tout roule.

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:11

continue un peu !! pour la 2a) c'est facile
( calcule chaque cote )

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 16:24

S = 4M-2I3 ; S^2 = (4M-2I3)(4M-2I3)
S^2 = 16M^2 -4M×2I3-2I3×4M+4I3 c'est ca ou pas ? Je sais pas si il faut faire comme ca

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:27

cela sera utile ..apresde savoir que S^2=16M^2-16M-4I_3

là ecris ta matrice S ( des 1 et des 0 si tu reflechis bien ) et tu fais S^2à la calculatrice ettu fais S+2I_3 et surprise n c'est pareil

Posté par
sloreviv
erreur + - 28-02-15 à 16:28

cela sera utile ..apresde savoir que S^2=16M^2-16M+4I_3

là ecris ta matrice S ( des 1 et des 0 si tu reflechis bien ) et tu fais S^2à la calculatrice ettu fais S+2I_3 et surprise n c'est pareil

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 16:35

Je comprends pas

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 16:41

Ha merci j'ai compris mais la b j'arrive vraiment pas...

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 16:45

Vous avez bien des 2 sur la diagonale et des 1 partout ?

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:49

4M=
2 1 1
1 2 1
1 1 2

S=4M-2I=
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 16:50

a la calculatrice part ex

S^2=
2 1 1
1 2 1
1 1 2
donc
S^2=4M\\
 \\ S^2=S+2I

Posté par
sloreviv
orthographe 28-02-15 à 16:51

par ex

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 17:01

{\cal P}: M^n=u_nI_3+v_nS
INitialisation
n=1 comme S=4M-2I alors
M^1=M=0.25S+0.5I ainsi U_0=0.5;  v_0=0.25

Heredite
Supposons que  M^n=u_nI_3+v_nS multiplions par M

M^{n+1}=u_nM+v_nSM
or M=0.25S+0.5Iet

 SM=S(0.25S+0.5I)=0.25S^2+0.5S=0.25(S+2I)+0.5S=0.5I+0.75S

M^{n+1}=u_nM+v_nSM\iff M^{n+1}=u_n(0.25S+0.5I)+v_n(0.75S+0.5I)

donc M^{n+1}=(0.5u_n+0.5v_n)I+(0.25u_n+0.75v_nSposer u_{n+1}=(0.5u_n+0.5v_n) et v_{n+1}=(0.25u_n+0.75v_n)

M^{n+1}=u_{n+1}I_3+v_{n+1}S

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 17:14

D'accord merci donc j'en déduis que M^n = unI3+vnS et vn+1 = 0.25un+0.75vn ?

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 17:44

La question c) j'ai reussi et la d) aussi je trouve une raison de 0.25 c'est  bon ? Par contre la e) je ny arrive pas

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 19:24

tu as sans doute etabli que u_n-v_n=(.25)^{n+1}et u_n+2v_n=1
pour tout n\in \N
en combinant tu trouves
3v_n=1-(.25)^{n+1}
puis u_n=-2v_n+1
donc u_n=\dfrac{1+2(.25)^{n+1}}{3}

Posté par
sloreviv
re : matrices 28-02-15 à 19:33

et donc M^n=\dfrac{1+2(.25)^{n+1}}{3}I_3+\dfrac{1-(.25)^{n+1}}{3}S=\dfrac{1}{3}(I_3+S)+(0.25)^{n+1}\dfrac{1}{3}(2I_3-S)et donc  tu fais M^n\times \begin{pmatrix}r_0\\t_0\\s_0\end{pmatrix}....


I_3+Sest une matrice formée que de 1


et tu trouveras ... mais c'est difficile
l'expression de t_n, r_n,s_n

pour conclure qu'elle tendent ttes trois vers 1/3

Posté par
morgane55
re : matrices 28-02-15 à 19:51

Comment je peux etablir que un-vn=(0.25)^n+1 svp ?

Posté par
sloreviv
re : matrices 01-03-15 à 11:18

(t_n)sa raison est .25 et son 1er terme est aussi 0.25

Posté par
morgane55
re : matrices 01-03-15 à 11:41

D'accord merci mais je n'arrive pas à trouver les formes explicites

Posté par
sloreviv
re : matrices 01-03-15 à 14:32

t_n=t_0q^n

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