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Proba nombre de clés

Posté par
flight
15-02-23 à 20:13

bonsoir

Je vous propose l'exercice suivant :
Je me trouve dans le noir devant une porte fermée à clé et possède un trousseau de  7 clés , je sais que parmi ces clés, un nombre p  (p>1) de clés permettent d'ouvrir cette porte ,(j'elimine au fur et à mesure la clé utilisée et qui n'nouvre pas la porte ).... un ami ayant deja été confronté à cette meme experience m'a fait savoir qu'il lui a fallu en moyenne 6,5 essais pour tomber sur une bonne clé et ouvrir cette porte  .
Pourriez vous donner le nombre exact de clés qui figure dans le trousseau et qui permettent d'ouvrir la porte ?

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 15-02-23 à 20:37

correction lire  " un ami ayant deja été confronté à cette meme experience m'a fait savoir qu'il lui a fallu en moyenne 2 essais pour tomber sur une bonne clé et ouvrir cette porte  .

Posté par
dpi
re : Proba nombre de clés 16-02-23 à 08:58

Bonjour,

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Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 16-02-23 à 10:36

Bonjour,

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Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 16-02-23 à 15:29

Bravo à vous deux   c'est bien 3 clés

Pourriez vous trouver une generalisation , avec un trousseau de n clés dont p clés qui ouvre la porte et dont il faut trouver le nombre sanchant qu'on connait le nombre moyen de tentatives pour ouvrir la porte ?

Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 16-02-23 à 20:48

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sauf erreur

Posté par
carpediem
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 11:25

salut

je pose q = n - p le nombre de clés n'ouvrant pas la porte

pour ouvrir la porte au k-ième essai il faut échouer k - 1 fois donc choisir k - 1 clés ordonnées parmi les q et choisir une clé parmi les p

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Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 15:26

Je m'aperçois qu'hélas j'ai mal recopié "ma" formule (deux fois le même dénominateur). Je rectifie :

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Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 16:23

Bonjour ,

j'obtiens  une formule assez simple pour l'esperance en fonction de p

sauf erreur  E = p.(n+1)/12

je suppose aussi que vos formules sont bonnes  

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 16:25

par contre Larrech dans ta formule je note un truc qui cloche
quand k =1  les bornes du produit vont de r =0 à r = 1-2   ?

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 16:26

...pareil avec Carpediem

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 16:27

son "j"  va de 0 à 1-2=-1  lorsque k =1 .....

Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 18:38

Citation :
par contre Larrech dans ta formule je note un truc qui cloche
quand k =1  les bornes du produit vont de r =0 à r = 1-2   ?


Oui, j'aurais dû préciser, quand k=1, le terme en r ne figure pas, r0

Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 19:25

@flight

Quand n=7 et p=6, "ma" formule donne une espérance égale à 1 (donc en moyenne 1 tirage suffit à obtenir une bonne clé) et celle que tu proposes donne 4, ce qui me paraît beaucoup...

Posté par
carpediem
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 19:36

on utilise la convntion que quand p > q alors \prod_p^q truc = 1

larrech : n'aurais-tu pas oublier un terme dans la somme :

avec n et p alors on a alors le cas k = n - p + 1

ce qui arrive quand on tire les n - p mauvaises clés et il faut encore prendre une bonne clé

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 20:16

re... avec n = 7  clés  et E = 2   alors  p = 3   avec ma formule , je ne vois pas d'erreur Larrech

Posté par
larrech
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 21:10

J'ai simplement calculé E dans le cas p=6, n=7.

carpediem J'avais hésité, mais, de fait tu dois avoir raison

Posté par
jandri Correcteur
re : Proba nombre de clés 17-02-23 à 21:14

Bonsoir,

la formule donnée par flight le 17-02-23 à 16:23 n'est pas la bonne (je ne vois pas du tout à quoi correspond le 12 au dénominateur).

La bonne formule est E=\dfrac{n+1}{p+1}.

En effet cela revient à répartir aléatoirement p bonnes clés parmi n clés. Cela revient encore à placer au hasard les n-p mauvaises clés relativement aux p bonnes clés. Chaque mauvaise clé à la même probabilité d'être dans chacune des p+1 positions relatives au p bonnes clés : avant la première, entre la première et la seconde, ... , après la p-ième.
La probabilié qu'elle soit avant la première bonne clé est donc égale à \dfrac1{p+1} et l'espérance du nombre de mauvaises clés avant la première bonne clé est donc égale à \dfrac{n-p}{p+1}.
L'espérance du rang de la première bonne clé est donc égale à E=\dfrac{n-p}{p+1}+1=\dfrac{n+1}{p+1}.
Pour n=7 et p=3 cela donne bien E=2.
Pour n=7 et p=7 cela donne bien E=1.
Pour n=7 et p=1 cela donne bien E=4.

Posté par
flight
re : Proba nombre de clés 18-02-23 à 00:16

Merci d'avoir relevé l'erreur jandri   j'ai recopié un mauvais brouillon en pensant que c'etait le bon resultat

tout calcul fait si X est la VA donnant le rang d'apparition de la bonne clé alors  
P(X=k)= p.(n-p)!(n-k)! / n!(n-p-k+1)!  
et son esperance vaut :
E(X)=k.p.(n-p)!(n-k)! / n!(n-p-k+1)!  , pour k compris entre 1 et n-p+1   ce qui donne  n(n+1).(n-1)!/(p+1)n!  
soit donc  (n+1)/(p+1)    

Posté par
jandri Correcteur
re : Proba nombre de clés 18-02-23 à 09:24

Je suis d'accord avec la valeur de P(X=k) donnée par flight.
C'est la méthode à laquelle j'ai pensé en premier pour calculer E(X).
La méthode que j'ai donnée ci-dessus est une méthode astucieuse qui permet d'éviter les calculs.

Posté par
dpi
re : Proba nombre de clés 19-02-23 à 09:08

Bonjour
Comme d'habitude j'essaye de réponde le plus rapidement possible
(c'était la règle dans les "énigmes" ...)
J'ai donc eu l'intuition de la courbe de jandri et la réponse avec
les données de l'énoncé ne pouvait êtres que 3



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