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Niveau maths spé
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Probabilités et fonction indicatrice d'Euler

Posté par
Louisian
28-07-17 à 12:38

Bonjour,

En travaillant les probabilités discrètes, j'ai trouvé un exercice particulier qui relie la fonction indicatrice d'Euler ( en arithmétique ) aux probabilités. Seulement je bloque sur deux questions et j'espère que vous pourrez m'aider.

L'énoncé de l'exercice :
Soit n* . L'ensemble \Omega =[\mid 1,n\mid ] est muni de l'algèbre \mathfrak{P}(\Omega ) et la probabilité uniforme P . Pour tout k[\mid 1,n\mid ] , on note Ak l'ensemble des entiers de \Omega divisibles par k .
1) Montrer que si k divise n alors P(Ak)=1/k
2) Soient k1,.....,kr des diviseurs de n deux à deux premiers entre eux. Montrer que les évènements Ak[sub]1[/sub],.....,Ak[sub]r[/sub] sont mutuellement indépendants .
On note \mathfrak{P}_{n} l'ensemble des nombres premiers divisant n.
3) Montrer que la probabilité qu'un élément de \Omega soit premier avec n vaut : \prod_{p\in \mathfrak{P_{n}}}^{}{(1-\frac{1}{p})}
La fonction \varphi :n\rightarrow n. \prod_{p\in \mathfrak{P_{n}}}^{}{(1-\frac{1}{p})} est la fonction indicatrice d'Euler.
4) Soit d un diviseur de n tel que n= k.d . On note Bd={ j.d , j[\mid 1,k\mid ] ; j^k=1 } . Déterminer le cardinal de Bd .
5) En déduire que \sum_{d|n}^{}{\varphi (d)}=n

J'ai répondu aux 3 premières question ( je peux poster la réponse mais je ne pense pas que cela soit nécessaire ) , et pour la 4 ème , je me suis dit qu'il y'a autant de j.d dans Bd qu'il y'a d'entiers premiers avec k dans {1,...,k} . Et donc en me basant sur la 3ème question , j'ai : \frac{Card(B_{d})}{Card({1,...,k})}=\prod_{p\in \mathfrak{P}_{k}}}^{}{(1-\frac{1}{p})} donc : Card(B_{d})=\varphi (k)
Mais je doute que Card(Bd) dépende de k.
Et pour la dernière question je n'ai pas trouvé de réponse :/

J'espère que vous pourrez m'aider afin de comprendre cet exercice et de l'achever.

Merci d'avance ^^

Posté par
carpediem
re : Probabilités et fonction indicatrice d'Euler 28-07-17 à 19:38

salut

ben si ça me semble correct et équivalent à la question précédente ...

Posté par
Louisian
re : Probabilités et fonction indicatrice d'Euler 29-07-17 à 12:32

Bonjour,

Merci pour votre réponse ^^ . J'ai essayé de répondre à la dernière question mais en vain. On peut voir la somme de cette façon : \sum_{k=\frac{n}{d}}^{}{Card(B_{k})}
mais cela ne m'avance pas :/
J'espère que vous pourrez m'aider.

Merci d'avance

Posté par
carpediem
re : Probabilités et fonction indicatrice d'Euler 29-07-17 à 14:11

en fait je ne plus sur de rien ... mais il faudrait montrer que les B_d forment une partition de N = {1, 2, ..., n} ou du moins voir une partition de N en ensembles de cardinal f(d) où d est un diviseur de n ...

Posté par
Louisian
re : Probabilités et fonction indicatrice d'Euler 31-07-17 à 23:42

Bonsoir,
Je m'excuse je répond tard, quelques empechements ...
Merci carpediem pour toutes vos réponses ^^



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