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Proba

Posté par
flight
27-04-20 à 12:12

Bonjour

pas si dur ....  

on dispose  de p billes de couleur blanches et  q billes de couleur noires , on fait passer ces billes de façon aléatoire dans un tube et a la sortie du tube on note X la variable aléatoire
egale au rang d'apparition de la première bille noire .
Exprimer P(X=k)  et donner son espérance.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 27-04-20 à 13:58

Bonjour et merci de continuer à animer
Un premier résultat :

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 27-04-20 à 15:24

Un second :

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Posté par
jandri Correcteur
re : Proba 27-04-20 à 16:50

Bonjour,
le second résultat de Sylvieg est aussi valable pour k=p+1.

Pour compléter voici la valeur de l'espérance :

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 27-04-20 à 17:36

Bonjour jandri,
Oui, il y avait une coquille pour les conditions sur k
Jolie l'espérance !
Facile à trouver ?

Posté par
jandri Correcteur
re : Proba 27-04-20 à 18:09

Bonjour Sylvieg,

Je n'ai pas eu trop de mal puisque je connaissais l'exercice mais le calcul de l'espérance n'est pas très compliqué.
Il faut d'abord exprimer P(X=k) comme un quotient de deux coefficients binomiaux, k ne figurant qu'au numérateur, ensuite on utilise la définition de l'espérance et on fait "rentrer" le k dans le coefficient binomial.

Il y a aussi une formule simple pour l'espérance de X_r, rang de la r-ième bille noire :

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Pour le problème analogue avec un tirage avec remise, la formule diffère un petit peu :
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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 30-04-20 à 19:21

Bonjour,
Merci jandri pour tes réponses.
Pas eu le temps d'approfondir ces derniers jours.
Je me dis que si les espérances sont si jolies, c'est qu'il y a sans doute quelque chose de caché derrière.
Mais je ne vois pas quoi. d'autant plus que je n'arrive même pas à calculer celle demandée par flight

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Posté par
jandri Correcteur
re : Proba 01-05-20 à 10:26

Bonjour Sylvieg,
Très bien pour l'expression de P(X=k) comme quotient de combinaisons. Il y a une façon astucieuse d'obtenir directement cette expression.
On suppose que les p+q billes sont toutes blanches au départ et on les tire une par une sans remise (cela revient à les classer : la 1ère, la 2ième, ..., la (p+q)ième). Ensuite on colorie en noir q billes prises au hasard.
P(X=k) s'obtient alors comme un quotient de deux combinaisons.

On peut généraliser de la même façon à X_r, rang de la rième noire :

 Cliquez pour afficher

Curieusement le calcul de E(X_r) est plus simple que celui de E(X_1) !
Tout d'abord on écrit que la somme des P(X_r=k) est égale à 1, cela fournit une identité binomiale (*) ressemblant à la formule de Vandermonde mais moins connue :
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Puis on applique la formule de l'espérance en utilisant la propriété bien connue : \dfrac kr{k-1\choose r-1}={k \choose r}.
L'identité binomiale (*) dans laquelle on augmente de 1 les entiers k,q,r donne alors le résultat.

Le cas du tirage avec remise est plus simple puisqu'on peut utiliser la loi géométrique.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 03-05-20 à 12:20

Bonjour jandri,
Je réponds avec retard, mais j'ai eu du mal
Merci pour tes explications détaillées. La manière de trouver le quotient des 2 combinaisons est effectivement astucieuse.
Finalement, pour le problème initial, on a besoin de la formule (*) avec r=1 et r=2.

Mais, je reste étonnée de la simplicité du résultat pour l'espérance.

Posté par
jandri Correcteur
re : Proba 03-05-20 à 17:57

Bonjour Sylvieg,
il y a une explication pour la simplicité de la formule qui donne l'espérance. Je l'écris en blanké car cela fournit une démonstration sans calculs de la valeur de l'espérance.

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Proba 03-05-20 à 18:51

Merci beaucoup. Mais là, je crois que je vais caler



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