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proba

Posté par
flight
20-04-23 à 18:42

Bonjour , je vous propose l'exercice suivant  

On se donne l'ensemble des entiers {1,2,3,.....n}   avec n impair
on choisit dans cet ensemble deux entiers au hasard ( ces derniers peuvent etre identiques ).  Quelle est la probabilité que leur difference en valeur absolue soit congru à 0 modulo 3 ?

Posté par
jandri Correcteur
re : proba 20-04-23 à 21:37

Bonjour,

le fait que n soit pair ou impair n'a aucune importance, ce qui importe c'est le reste de n dans la division par 3.

Dans le cas où n est multiple de 3 la probabilité est de manière évidente égale à 1/3.

Posté par
flight
re : proba 20-04-23 à 23:47

Bonsoir Jandri   , j'ai obtenu la formule suivante

P = (n + 2(n-3k))/n²  , pour k allant de 1 à E((n-1)/3)

testée avec n = 9 j'obtiens  P = 27/81 = 1/3 .

et si n = 8 j'obtiens  P= 11/32

Posté par
flight
re : proba 20-04-23 à 23:48

je n'ai pas tenté de simplifier cette formule ...

Posté par
flight
re : proba 20-04-23 à 23:55

voila  une forme simplifiée du cas géneral pour n :

P(n)=[( -3.E((n-1)/3) + 2n - 3).E((n-1)/3) + n ]/ n^2    qui me redonne bien les resultats précédents.

Posté par
jandri Correcteur
re : proba 21-04-23 à 10:02

Bonjour,

j'ai trouvé une formule très simple valable pour le problème plus général où p est un entier naturel non nul :
on choisit dans {1,2,...,n} deux entiers au hasard (ces derniers pouvant être identiques).
Quelle est la probabilité que leur différence soit multiple de p ?

Si n\equiv r\pmod p la réponse est :

 Cliquez pour afficher

Cela donne bien \dfrac1p si p divise n et c'est supérieur à \dfrac1p sinon.

Quand n tend vers l'infini la limite est \dfrac1p avec une convergence en \dfrac1{n^2}.

Posté par
flight
re : proba 21-04-23 à 13:12

excellent jandri , a titre d'exo je vais essayer de demontrer ton resultat

Posté par
jandri Correcteur
re : proba 21-04-23 à 15:24

J'ai oublié de faire remarquer que dans le cas du problème initial (p=3) cela donne une probabilité égale à

\dfrac13 si n est multiple de 3 et \dfrac{n^2+2}{3n^2} sinon.

Posté par
flight
re : proba 21-04-23 à 16:28

une formule que j'ai obtenue

P(n)=[( -p.E((n-1)/p) + 2n - p).E((n-1)/p) + n ]/ n^2    

en posant n=pq+r  il vient  P(n)=((n-r)/p)*((n+r-p)/n^2) + 1/n  

Posté par
flight
re : proba 21-04-23 à 16:29

ce qui se ramene à ce que tu a trouvé : (1/p)+ r(p-r)/n².p

Posté par
jandri Correcteur
re : proba 22-04-23 à 16:01

@flight

je suis d'accord avec ce que tu as trouvé.

On peut encore généraliser : soit (n,p,N) des entiers naturels non nuls.
On choisit N fois au hasard un entier entre 1 et n (on peut choisir plusieurs fois un même entier).
Quelle est la probabilité que tous les entiers choisis aient le même reste dans la division par p ?

En posant n=pq+r avec 0\leq r<p et en distinguant le cas où le reste est compris entre 1 et r et le cas où il ne l'est pas on obtient facilement que la probabilité vaut :

 Cliquez pour afficher

Quand N=2 cela se simplifie en \dfrac1p+\dfrac{r(p-r)}{pn^2}



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