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Proba

Posté par
flight
16-06-22 à 15:18

Bonjour, je vous propose l 'exercice suivant :
On se donne 10 entiers numérotés de 1 à 10, on effectue 4 tirages successifs sans remise de ces entiers.

Quelle est la probabilité que les deux premiers nombres ne soient pas des entiers consécutifs mais que les deux derniers le soient et pas forcément dans l ordre)
Exemples de tirage. 8 3  2 1. ou 7 4  32

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 08:22

Bonjour,

on et bien d'accord que pour les deux premiers   12 ne convient pas
mais que 21 convient

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 11:00

Bonjour
fligth va te répondre mais pour moi c'est non.

Posté par
flight
re : Proba 17-06-22 à 11:23

bonjour à tous,  les deux premiers termes sont par exemple
8 et 3  (on ajoute pas 1 à l'un d'entre eux  pour passer à l'autre
mais par contre c'est le cas pour le deux derniers  comme par exmple
12 ou 21

Posté par
Imod
re : Proba 17-06-22 à 11:27

Bonjour

Le problème revient à compter des paires , sauf erreur :

 Cliquez pour afficher

Imod

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 11:40

fligth tu ne réponds pas clairement à la question. Dis-moi si je me trompe mais tu veux que les 2 premiers ne soient pas consécutifs et que les 2 derniers le soient ?

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 12:20

Comme flight précise bien que pour la fin  on peut avoir par exemple 32 ou 23 ,je pense que pour le début ,consécutif veut dire
45 interdit   mais pas  54...
C'est important pour les décomptes

Posté par
Imod
re : Proba 17-06-22 à 12:28

Comme toujours , chacun interprète à sa façon et Flight répond à côté

Moi j'ai compris d'abord deux non consécutifs quel que soit l'ordre puis deux consécutifs toujours quel que soit l'ordre .

Imod

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 12:33

Pour moi, même compréhension que Imod, mais par contre c'est 7/45 :
(2*(6*7+2*7+5*6+2*2*6+4*5+2*3*5+2+3*4)+2*4*4+2*3+2*3)*2/(10*9*8*7)

Posté par
ty59847
re : Proba 17-06-22 à 12:34

On tire 4 nombres a,b,c,d dans cet ordre

 Cliquez pour afficher

Posté par
ty59847
re : Proba 17-06-22 à 12:39

Solutions non valides :
3245   : 3 et 2 sont consécutifs
2356  : 2 et 3 sont consécutifs

Solutions valides :
3645
1923
1832

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 12:45

7/45 = 1,55555... je vous dis !

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 12:47

0,155555...

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 14:21

Et si on part avec les nombres de 1 à 100, on trouve 97/4950.

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 14:59

Fidèle à mon habitude,j'ai fait un modèle.

 Cliquez pour afficher

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 15:13

Ben ton modèle ne marche pas, dpi.

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 15:39

Es-tu au moins d'accord que pour 5 chiffres
sur  120 tirages possibles  ,24  sont valables ?

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 15:39

C'est dingue, personne est d'accord avec personne. Je trouve 752 cas favorables sur les 5040 soit 14.92% environ.

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 15:53

Pour 5040 ,je peux te lister les 960 cas de mon modèle.
ou bien faire un sondage pour voir si on est ok.

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 16:07

Par symétrie tu peux diviser par 2 les résultats.

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 16:49

y a qu'à demander

Proba

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 17:19

dpi je ne comprends pas, tu fais 7 tirages alors qu'on en demande 4 !

Posté par
derny
re : Proba 17-06-22 à 17:20

Et où sont les nombres jusqu'à 10 ?

Posté par
Vassillia
re : Proba 17-06-22 à 17:30

Bonjour, pour vous départager, j'ai écrit le programme vite fait :

import itertools
def main():
    total, reussite = 0, 0
    for subset in itertools.permutations(range(1,10+1), int(4)):
        total +=1
        if abs(subset[0]-subset[1])!=1 and abs(subset[2]-subset[3])==1:
            reussite +=1
    return reussite/total

Et la machine a tranché, le gagnant est GBZM avec 7/45, je sais il gagne souvent mais c'est le jeu, que voulez-vous.

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 17:48

Comment compter ?

On se donne k nombres : de p+1 à p+k.
1°) Combien peut on former à partir de ceux-ci  de couples de nombres  ?
2°) de couples de nombres  consécutifs (dont la différence est 1 en valeurs absolue) ?
3°) de couples de nombres non consécutifs ?
0n part maintenant des nombres de 1 à n.  On en retire une paire de nombre consécutifs. Il reste les nombres avant et les nombres après.  Les couples de nombres non consécutifs parmi ceux qui restent sont formés :
- soit d'un nombre avant et d'un nombre après
-  soit de deux nombres non consécutifs avant
- soit de deux nombres non consécutifs après.

Si on exploite ça, on obtient sans grande difficulté la formule (Maple)

add(binomial(max(0,k-1),2)+binomial(max(0,n-k-3),2)+k*(n-k-2), k=0..n-2)/6/binomial(n,4)

Posté par
flight
re : Proba 17-06-22 à 18:11

Bonne réponse de GBZM 😊😊

Posté par
dpi
re : Proba 17-06-22 à 18:21

>derny
Ma méthode était de tester le pb en  observant l'évolution de 4 à 10
chiffres ,l'exemple  en jaune correspond à 7
960 cas pour 5040 soit  0.19  comme pour  5 et 6 on trouve 0.2
il semble logique de dire que pour 10 on doit être autour de  0.16 .
Au passage Vassillia pourrait-elle tester 8 et 9 que j'estime à 0.18 et 0.17

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 18:37

La formule que j'ai écrite donne immédiatement
pour 8 nombres : 5/28,
pour 9 : 1/6.

Posté par
Vassillia
re : Proba 17-06-22 à 18:38

Je ne suis pas sûre de comprendre ta question dpi mais si tu parles du contexte initial avec 4 chiffres :
-entre 1 et 9, on obtient 1/6
-entre 1 et 8, on obtient 5/28
-entre 1 et 7, on obtient 4/21
Mais la formule de GBZM est tout de même nettement plus jolie qu'un programme et pas si difficile à obtenir finalement

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 19:03

Après nettoyage sévère, la formule se réduit à

\large \dfrac{2(n-3)}{n(n-1)}

Posté par
GBZM
re : Proba 17-06-22 à 19:05

Je soupçonne qu'il y a un argument combinatoire qui amène directement à cette formule simple. Mais c'et argument combinatoire n'est peut-être pas si évident à trouver ... avis de recherche.

Posté par
flight
re : Proba 17-06-22 à 20:48

voici ce que je trouve pour des entiers compris entre  1 et n  (toujours avec un tirage de 4 entiers de facon successif et sans remise ) :

P  = [C(n-3,2).4.(n-1) + 4(n-3)] / n(n-1)(n-2)(n-3)

si n = 10 on trouve  

P = (21*4*9 + 4*7) / 10*9*8*7 = 784/5040 = 7/45.

pour n = 8

P = (10*4*7 + 20) / 8*7*6*5 = 300/1680 =5/28

Posté par
flight
re : Proba 17-06-22 à 20:50

cette formule peut surement etre reduite mais j'ai preferé la présenter ainsi ....

Posté par
dpi
re : Proba 18-06-22 à 07:28

Bonjour,
Je viens en  "détente" pour me distraire.
Si je sais* ou je peux ,je  calcule...
Sinon ,j'essaye de trouver un résultat proche .
Ici, je cherchais par approches successives la formule magique
que GBMZ  a trouvé 2(n-3)/n(n-1).

On peut constater que mon 960/5040 =4/21 est exactement la réponse.
Et que pour 8,9,10 j'étais proche.

*grâce à l  je révise...

Posté par
Imod
re : Proba 18-06-22 à 10:42

En fait la formule "magique" de GBZM s'explique assez facilement , le nombre total de possibilités est C_n^2\times C_{n-2}^2 alors que le nombre de cas favorables est (n-3)\times C_{n-2}^2 . On le voit très bien en commençant par regarder les paires {3,4}  .

Imod

Posté par
flight
re : Proba 18-06-22 à 11:22

..en simplifiant mon expression on retombe pile sur la formule simplifiée de GBZM

Posté par
Imod
re : Proba 18-06-22 à 11:37

C'est évident mais en quoi cette simplification explique le résultat ?

Imod

Posté par
GBZM
re : Proba 18-06-22 à 11:55

Imod, peux-tu détailler ?
Je ne comprends pas comment tu comptes les "cas favorables". Et comme tu avais commencé par te tromper en "comptant les paires" avec une formule (4/5)x(2/7) (d'où vient-elle ??), je me méfie ...

Posté par
Imod
re : Proba 18-06-22 à 12:09

Tu as raison de te méfier , je n'aligne pas deux lignes de calcul sans une erreur

Il s'agit de choisir deux paires d'entiers , une parmi n termes et l'autre parmi n-2 et il est clair qu'on peut inverser les deux choix proposer par Flight . Pour la liste des cas favorables , c'était mon premier calcul mais je me suis trompé comme souvent . On suppose que les valeurs 3 et 4 sont choisies en premier et on cherche le nombre de possibilités pour 1 et 2 . Ce nombre est C_{n-3}^2+1 sauf pour les deux paires extrêmes .. Après il y a un petit calcul à faire et on trouve \frac{(n-3)(n-3)(n-2)}{2} cas favorables . Le reste est facile .

Imod

Posté par
GBZM
re : Proba 18-06-22 à 14:27

Imod @ 18-06-2022 à 12:09

Ce nombre est C_{n-3}^2+1 sauf pour les deux paires extrêmes .. Après il y a un petit calcul à faire et on trouve \frac{(n-3)(n-3)(n-2)}{2} cas favorables .  

Qu'est-ce que ça veut dire ?

Posté par
Imod
re : Proba 18-06-22 à 16:23

Je t'ai vu faire des raccourcis bien moins lisibles

On se donne deux tirages 3 et 4 convenables et on compte les tirages 1 et 2 qui conviennent  pour compléter .

Proba

On compte en tout :

2\times C_{n-3}^2+(n-3)\times (C_{n-3}^2+1) =\frac{(n-3)(n-3)(n-2)}{2}  cas favorables parmi les C_n^2\times C_{n-2}^2 possibilités .

Imod

Posté par
GBZM
re : Proba 18-06-22 à 18:41

Merci.

Je vois que le
binomial(k-1,2)+binomial(n-k-3,2)+k*(n-k-2)
de ma formule (17-06-22 à 17:48) est indépendant de k pour 1\leq k\leq n-3 et vaut toujours \dfrac{n^2-7n+14}2 =\binom{n-3}{2+1.
Mais je ne vois aucune raison combinatoire pour ça (et je n'en trouve pas dans ce que tu écris).

Posté par
GBZM
re : Proba 18-06-22 à 18:41

GBZM @ 18-06-2022 à 18:41

Merci.

Je vois que le
binomial(k-1,2)+binomial(n-k-3,2)+k*(n-k-2)
de ma formule (17-06-22 à 17:48) est indépendant de k pour 1\leq k\leq n-3 et vaut toujours \dfrac{n^2-7n+14}2 =\binom{n-3}{2+1}.
Mais je ne vois aucune raison combinatoire pour ça (et je n'en trouve pas dans ce que tu écris).

Posté par
Imod
re : Proba 18-06-22 à 19:37

L'idéal serait de faire apparaître une situation équivalente où les bons choix reviendraient à choisir n-3 éléments parmi les paires  d'entiers dans [[1,n]] mais je n'y crois pas trop .

De là à dire qu'il n'y a rien de combinatoire

Les cas favorables : (n-3)\times C_{n-3}^2
 \\ .
L'ensemble des cas : C_n^2 \times C_{n-2}^2
 \\ .

Après la simplification tombe toute seule .

Imod

Posté par
GBZM
re : Proba 18-06-22 à 21:38

Ben non, je ne suis pas satisfait par l'aspect combinatoire.

Ma philosophie est que quand on a un résultat de dénombrement qui s'exprime avec une belle formule comme \large (n-3) \binom{n-2}2, on devrait pouvoir traduire le problème de façon qu'il soit évident après traduction que ce qu'on cherche à dénombrer revient à choisir une paire parmi n-2 et un élément parmi n-3.
Point de départ : compter le nombre de façons de choisir parmi 1,...,n une paire de consécutifs et une paire de non consécutifs disjointe de la précédente.

Posté par
Imod
re : Proba 20-06-22 à 12:57

Globalement tu répètes ce que je dis en ajoutant que tu n'es pas content

Il y a une simplification "miraculeuse" des C_{n-2}^2  mais je vois mal un cadre qui peut l'expliquer , qui sait ...

J'ai fait une petite erreur dans l'écriture des cas favorables : (n-3)\times C_{n-2}^2 .

Imod

Posté par
ty59847
re : Proba 20-06-22 à 13:30

Juste en passant,  je n'ai pas consacré de temps à la question.

On peut peut-être passer par un exercice proche.
On considère que les nombres 1 à n sont 'cycliques'. Autrement dit, 1 et n sont considérés comme consécutifs.
Du coup, le problème semble plus simple :
Combien de dispositions (a,b,c,d) donnent c et d consécutifs, mais a et b non consécutifs, avec cette nouvelle définition du mot consécutif.

Et dans un second temps, on regarde les solutions qu'on a enlevées à tort (parce que a=1 et b=n) ou celles qu'on a comptées à tort (c=1, d=n).
Par symétrie,  ces 2 nombres sont égaux (j'ai quand même un petit doute sur ce point). Et donc le problème initial ou le problème reformulé seraient identiques ?

Posté par
GBZM
re : Proba 20-06-22 à 14:41

Oui, ça donne une approche plus directe.

Comptons en termes de paires : on veut une paire consécutive (paire C) et une paire non consécutive disjointe (paire N).

Sur le cercle le nombre de couples (paire C, paire N) se calcule facilement  :

\large n\times \left( \binom{n-2}{2} -(n-3)\right)

Maintenant on coupe. Il faut enlever les couples (paire C, paire N) où la paire C est à cheval sur la coupe. Reste

\large (n-1)\times \left( \binom{n-2}{2} -(n-3)\right)=\dfrac12(n-1)(n-3)(n-4)

Mais par contre il faut ajouter les nouveaux couples avec la paire N qui vient de la paire à cheval sur la coupe : il y a \large n-3  tels couples de paires.

Au final, le nombre de couples de bonnes paires est

\large \dfrac12(n-1)(n-3)(n-4)+(n-3)=\dfrac12(n-2)(n-3)^2

Ce n'est pas encore ce que je voudrais, mais j'en demande peut-être trop ...



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