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probas et vard (ECS)

Posté par maude (invité) 28-01-07 à 12:07

bonjour,
j'ai un petit problème pour mon dm. je n'arrive pas à résoudre cet exercice..


deux amis jouent aux dés chacun lance une paire de dés équilibrés et recommence jusqu'à ce que la différence des points des 2 dés soit 4. Ils jouent simultanément et la partie s'arrête dès que chacun a obtenu une différence de 4.

1)L'unité de temps est de 10s. On suppose que les 2 amis lancent les dés toutes les unités de temps, de façon indépendante, l'un d'eux peut éventuellement continuer seul.
Y le nombre d'unités de temps que dure la partie.
Quelle est la loi de Y?
je suis déjà bloquée pour cette question. j'ai essayé de voir les évènements ensemble et séparément puis avec une loi de bernouilli, voir une loi géométrique, mais je n'aboutis à rien.

2) les 2 joueurs décident de composer une banque, chacun verse 10€ chaque fois qu'il lance les dés.
S la somme réunie à l'issue de la partie.
Quelle est la loi de S? calculer son espérance et sa variance. Quelle est la probabilité que les 2 joueurs versent la même somme.

merci d'avance pour votre aide! j'en ai vraiment besoin!
laurie

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 12:43

Salut,

1) Un mec gagne s'il obtient {1,5} ou {2,6}, ce qui fait 2 cas favorables sur 36 cas possibles, donc une probabilité de gagner de 2/36=1/18.
C'est une "épreuve de Bernoulli" : il n'y a que deux issues : réussir ou échouer, la probablité de réussir étant de 1/18.

La partie dure jusqu'à ce que les deux ont réussi. Y est le "temps d'attente" (en unités de temps) d'obtenir le 2ème succès dans une répétition d'épreuves de Bernoulli indépendantes de paramètre 1/18. La loi géométrique c'est pour le temps d'attente du 1er succès. Pour le 2ème succès, ou le 3ème, etc, il y a une généralisation de la loi géométrique, appelée loi binomiale négative ou peut-être aussi (pas sûr) loi de Pascal.
As-tu vu ces lois ? Sinon il faudra déterminer la loi de Y "à la main".

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 12:47

non il y a 4 cas favorables sur 36 soit 1/9 car les couples marchent dans les 2 sens (1,5) (5,1) (2,6)(6,2).
c'est ce que j'ai essayé de déterminer avec la loi de bernouilli et la loi géométrique, mais je n'y parviens pas à cause des 2 personnes que je n'arrive pas à intégrer dans le problème!

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 12:51


Oui tu as raison c'est 1/9.

Et à part ça, tu as compris ce que je t'ai dit par la suite ?

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 12:53

Citation :
mais je n'y parviens pas à cause des 2 personnes que je n'arrive pas à intégrer dans le problème!


Ah oui au fait ça ne change rien du tout qu'il y ait 2 personnes. Il pourrrait n'y en avoir qu'une seule, et on attend qu'elle réusisse 2 fois. Ca ne change rien, chaque lancer est indépendant des précédents.

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:03

oui mais si j'essaie de déterminer la loi quand une des 2 personnes y arrive, je ne sais pas si cette personne qui y arrive est la dernière à y arriver ou pas.

et avec la loi géométrique, je dois obtenir ça:
P(X=k)=(1/9)*(8/9)^(k-1)
mais je ne vois pas à quoi peut correspondre k puisque je considère qu'il n'y a que 2 issues.
à moins que ce ne soit X dans [[0,11]] (les différences des 2 dés). mais même là, je ne vois pas comment arriver à ce que je veux.

et avec la loi de bernouilli, j'arrive à:
X=1 quand la différence est de 4, X=0 sinon
P(X=1)=1/9
P(X=0)=8/9
mais je n'obtiens pas de loi générale pour trouver la loi de Y

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:19


Essaye de trouver d'abord P(Y=1), P(Y=2), P(Y=3), P(Y=4) pour comprendre comment ça se passe.

Posté par
borneo
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:22

Bonjour, ce n'est pas de mon niveau, mais je suis cet exo avec intérêt. Je poste donc mon arbre.

probas et vard (ECS)

Posté par
borneo
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:25

Y = 1  p=1/9

Y=2  p= 1/9 * 8/9

Y=3  p= 1/9 * 8/9 * 8/9 = 1/9 * (8/9)²

Y=n p= 1/9 * (8/9)^(n-1)

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:30

1) donc j'obtiens avec la loi géométrique:
P(Y=k)=(1/9)*(8/9)^(k-1) pour une personne
pour les 2, ça change quelque chose?

2) je suppose que j'obtiens quelque chose dans le genre
S=10*(k+k')
k le nb de lancers de la dernière personne à finir,
k' celui de l'autre
ça ne m'avance pas vraiment pour trouver la loi de S
à moins que ce ne soit P(S=i)=f(P(Y=k)) avec f ?

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:44


Tu ne lis pas ce que je t'écris ça m'agace. Déjà je t'ai dit ça :

Citation :
La loi géométrique c'est pour le temps d'attente du 1er succès. Pour le 2ème succès, ou le 3ème, etc, il y a une généralisation de la loi géométrique, appelée loi binomiale négative ou peut-être aussi (pas sûr) loi de Pascal.
As-tu vu ces lois ?


En particulier je t'ai posé cette question :

Citation :
As-tu vu ces lois ?


Ensuite je t'ai dit ceci :

Citation :
Ah oui au fait ça ne change rien du tout qu'il y ait 2 personnes. Il pourrrait n'y en avoir qu'une seule, et on attend qu'elle réusisse 2 fois. Ca ne change rien, chaque lancer est indépendant des précédents.

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:47


On va se mettre d'accord, on va noter X_1=1 si le premier lancer est réussi, X_1=0 sinon, X_2=1 si le 2ème lancer est réussi, X_2=0 sinon, etc...

Dis-moi à quoi est égale Y si on a X_1=0, X_2=0, X_3=1, X_4=0, X_5=1, X_6=0 ?

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 13:56

je connais la loi géométrique, celle binomiale et le binome négatif mais pas la loi binomiale négative.
(si je parle des lois géométrique et binomiale, c'est que je les connais )

je ne comprends pas ta question puisqu'on s'arrête quand on obtient (une fois) une différence de 4

je pense que la loi géométrique répond bien à la question sur la loi de Y
P(Y=k)=(1/9)*(2/9)^(k-1)

pour la somme je ne vois pas comment relier cette question à la première.

merci

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 14:38

Tu dis :

Citation :
je ne comprends pas ta question puisqu'on s'arrête quand on obtient (une fois) une différence de 4


et l'énoncé dit :

Citation :
Ils jouent simultanément et la partie s'arrête dès que chacun a obtenu une différence de 4.

Posté par
raymond Correcteur
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 15:04

Bonjour.
je pose a = le 1er joueur perd, A = il gagne. De même pour le 2ème joueur : b et B

Y = 1 : AB => p(Y=1) = (1/9)²
Y = 2 : AbB ou BaA ou aAbB. p(Y = 2) = (1/9)²[2.(8/9) + (8/9)²]
.
.
Y = n : 2[A + aA + ... + aa..aA](bb..bB) + aa..aA.bb..bB
p(Y = n) = 2[(1/9) + ... + (1/9)(8/9)n-2](1/9)(8/9)n-1 + [(1/9)(8/9)n-1

En prenant une somme géométrique dans le premier crochet, je trouve enfin :

4$\textrm\fbox{P(Y = n) = \frac{2}{9}(\frac{8}{9})^{n-1} - \frac{17}{81}(\frac{8}{9})^{2n-2}}

Formule qui convient aussi pour n = 1.
En calculant la somme des probabilités, je trouve 1. Ce n'est pas une preuve absolue, mais je pense que c'est le bon résultat.

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 15:14


Bon si quelqu'un se lance dans la solution...

Moi je dirais, pour n\geq 2 :

\{Y=n\}={il y a un succès au n-ième lancer et un (seul) succès avant}.

Choix du succès dans les n-1 premiers lancers : n-1, les autres n-2 lancers ont échoué.

D'où P(Y=n)=(n-1)(\frac{8}{9})^{n-2}(\frac{1}{9})^2

Posté par
veleda
re:probas et vard(esc) 28-01-07 à 15:58

bonjour,
je note X le nombre de doubles lancers du premier joueur et Z celui de l'autre
Y=sup(X,Z)
Y()=N*
pour k entier non nul (Y=k)=
(X=kZ<k)(X=kZ=k)(X<kZ=k))(i=1àk-1)(1/9)(8/9)i-1 +[1/9(8/9)k-1

Posté par
veleda
re:probas et vard(esc) 28-01-07 à 16:00

cela devrait donner le même résultat que celui de raymond mais je n'ai pas encore eu le temps de vérifier

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 16:07

Ma formule est correcte pourquoi se compliquer la vie ainsi

Posté par
veleda
re:probas et vard(esc) 28-01-07 à 16:13

c'est bon je trouve exactement la même chose que raymond

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 16:25


Pour n=3 ça ne donne pas le même résultat que moi.

Notre désaccord serait-il sur la compréhension de l'expérience aléatoire ?

Si on attend bien le 2ème succès, c'est moi qui ai raison.

C'est quoi ça :

Citation :

je note X le nombre de doubles lancers du premier joueur et Z celui de l'autre
Y=sup(X,Z)


Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 16:40


Il y a un problème chez vous. On a Y=2 au minimum. Avec les notations de raymond,

{Y=2}={AB}

{Y=3}={AbB, aBA}

{Y=4}={AbbB, aBaA, abAB}

Mais comme je l'ai dit il est inutile de distinguer les 2 joueurs. Si on note 1 le succès et 0 l'échec :

{Y=2}={11}

{Y=3}={101, 011}

{Y=4}={1001, 0101, 0011}

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 16:43


Ah pour vous les 2 joueurs lancent les dés simultanément c'est ça ? Pour moi c'était chacun son tour.

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 16:46

Citation :
Ils jouent simultanément


En effet l'énoncé dit que c'est simultané... Dans ce cas je comprends pourquoi tu dis que Y est un sup : Y=sup(S,T) où S est le temps d'attente du 1er succés du 1er joueur et T celui du second.

Désolé

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 17:27


Bon pour me racheter je propose une manière de rédiger ça correctement.

On note S le temps d'attente du 1er succès du 1er joueur et T celui du second. S et T suivent des lois géométriques de paramètre 1/9 et sont indépendantes. On a Y=max(S,T).
La fonction de répartition d'une loi géométrique G de paramètre p est P(G\leq n)=1-(1-p)^n.
On en tire la fonction de répartition de Y :

P(Y\leq n)=P(S\leq n \text{ et } T\leq n)= P(S\leq n) \times P(T\leq n)=\left(1-(1-1/9)^n\right)^2=\left(1-(8/9)^n\right)^2=1+(8/9)^{2n}-2(8/9)^n

On peut aussi l'écrire P(Y\leq n)=1-(8/9)^n(2-(8/9)^n).

Cela caractèrise la loi de Y. Je ne crois pas que ce soit une loi "classique" (qui porte un nom).

Si on veut P(Y=n) on fait P(Y\leq n)-P(Y\leq n-1)

Essayons...
P(Y=n)=P(Y\leq n)-P(Y\leq n-1)=[1-(8/9)^n(2-(8/9)^n)]-[1-(8/9)^{n-1}(2-(8/9)^{n-1})]=(8/9)^{n-1}\left((2-(8/9)^{n-1})-(8/9)(2-(8/9)^n)\right)

=(8/9)^{n-1}\left(2/9-(8/9)^{n-1}(1-(8/9)^2)\right)=(8/9)^{n-1}\left(2/9-(8/9)^{n-1}(17/81)\right)

Pas très joli je préfère la fonction de répartition.

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 17:28


Ah ouais on développe on obtient la formule de raymond elle n'est pas si méchante.

Bon voilà tout le monde est d'accord

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 17:32

2)


Notons A le temps d'attente du 1er succès du 1er joueur et B celui du second (je ne note plus S et T parce que maintenant il y a un S dans l'énoncé).

Le premier joueur lance A fois les dés et le second les lance B fois. Donc s'ils versent 10€ à chaque lancer tu dois être capable d'écrire la somme obtenue S en fonction de A et de B.

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 20:15

merci beaucoup pour la 1è question, vous êtes super!

2) les 2 joueurs décident de composer une banque, chacun verse 10€ chaque fois qu'il lance les dés.
S la somme réunie à l'issue de la partie.
Quelle est la loi de S? calculer son espérance et sa variance. Quelle est la probabilité que les 2 joueurs versent la même somme.


peut-on calculer P(S=k) ainsi
P(Sk)=10*[P(An)+P(Bn)]    ? (en se rappelant que Y=max(A,B)
je sais que k peut appartenir à [0,10*2n]
le problème c'est que je ne vois pas comment relier k à n.

pour l'espérance et la variance, il n'y a à priori pas de problème.

la probabilité que les 2joueurs versent la même somme, c'est bien P(S=10*2*n) soit P(S=20n) ?


3)on suppose S=10n €, n2. on note alors S la somme versée par le 1er joueur A1. Quelle est la loi de x?

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 20:34


Arf non. Tu peux donner une relation entre S en fonction de A et B, avant de donner une relation entre leur loi.

Et il faut vraiment que tu te rendes comptes que ta formule P(S\leq k)=10\times P(A\leq n)+P(B \leq n) n'est vraiment pas possible. Une probabilité est toujours entre 0 et 1, le terme de droite peut varier de 0 à 20....

Je rappelle qu'on note A le temps d'attente du 1er succès du 1er joueur et B celui du second, ils versent 10€ à chaque lancer, la somme obtenue S est donc S=10*A+A0*B=10*(A+B).

On sait que A et B sont des variables aléatoire de même loi : géométrique de paramètre 1/9. Saurais-tu me dire quelle est la loi de A+B ?

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 20:39

Citation :

la probabilité que les 2joueurs versent la même somme, c'est bien P(S=10*2*n) soit P(S=20n) ?


Non. On dirait que tu donnes des réponses au hasard. Je te conseille, avant de raisonner la probabilité d'un événement, raisonne d'abord sur l'événement uniquement.

On s'intéresse ici à l'événement {les 2 joueurs versent la même somme}. Puisque chaque joueur verse 10€ par lancer, puisque le 1er joueur fait A lancers et le 2nd joueur fait B lancers, à quelle condition versent-ils la même somme d'argent ? Alors comment écrire l'événement {les 2 joueurs versent la même somme} sous forme d'un événement faisant intervenir A et B ?

A et B sont ici 2 variables aléatoires qui définissent entièrement l'expérience aléatoire à laquelle on s'intéresse. Il faut tâcher de tout ramener en termes de A et de B.

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 21:03

désolé j'ai fait des erreurs vraiment stupides.

cas général: P[X+Y=k]=(P(X=i[smb/]grandinter[/smb]Y=k-i) (somme de k=0 à n)
comme A et B sont indépendants
P(A+B=k)=(P(A=i)*P(B=k-i) (somme de k=1 à n)

Posté par
stokastik
re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 21:09

Ok ce sont des formules de cours qui sont des généralités sur la loi de la somme de deux variables aléatoires indépendantes.
Ensuite tu arrives à simplifier ce que ça donne pour pour P(A+B=k) ?

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 21:20

P(A=i)=P(Ai)-P(Ai-1)=1-(1-1/9)^(i-1)+(1-1/9)^(i-1)=(-8/9+1)*(8/9)^(i-1)
P(A=i)=(1/9)*(8/9)^(i-1)

P(B=k-i)=(1/9)*(8/9)^(k-i-1)

P(A+B=k)=(1/9)*(8/9)^(i-1)*(1/9)*(8/9)^(k-i-1)
=(1/81)*(8/9)^(i-1)*(8/9)^(k-i-1)
=(1/81)*(8/9)^(k-2)
=n*(1/81)*(8/9)^(k-2)

sauf erreur

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 21:22

P(A=i)=P(Ai)-P(Ai-1)=1-(1-1/9)^(i-1)-1+(1-1/9)^(i-1)

Posté par maude (invité)re : probas et vard (ECS) 28-01-07 à 21:31

zut c'était somme des k et pas des i, je reprends:
P(A+B=k)==(1/81)*(8/9)^(k-2)
=(1/81)*(1-(8/9)^(k-1))/(1-8/9)
=(1/81)*(1-(8/9)^(k-1))/(1/9)
=(1/9)*(1-(8/9)^(k-1))

Posté par
veleda
re:probas et vard(esc) 28-01-07 à 23:38

désolée de réapparaitre si tard mais j'ai de gros problème de connexion
(A+B=k)=(de i=1 àk-1)(A=ib=k-i)
     donc p(A+B=k)=de i=1 à k-1p(A=i)p(B=k-i)=
i=1àk-1)(1/81)(8/9)k-2=(k-1)(1/81)(8/9)2

c'est i qui varie et i varie de1 à k-1 chaque joueur fait au moins un lancer de deux dés et au plus k-1

si S=A+B    S()=N*-{1} on a k2
   (k2)p(S=k)=(1/81)k2[1/81(k-1)(8/9)k-2
=(1/81)(1/(1-89)²=1
donc je n'ai pas du faire d'erreur enfin j'espère!

Posté par
veleda
re:probas et vard(esc) 28-01-07 à 23:41

si je vois une faute de frappe à l'avant dernière ligne c'est 1-8/9 pas 1-89



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