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Suites de Matrices

Posté par
RCLoulou
24-04-14 à 15:45

Une sauterelle dans une cage tétraédrique

Une sauterelle se déplace toutes les minutes d'un sommet à l'autre de sa cage qui a la forme d'un tétraèdre. Elle reste exactement une minute au même endroit.
Quand elle est au sommet A, elle a autant de chance d'aller sur les trois autres sommets.
Quand elle est au sommet B, elle ne se rend que sur les sommets A et D, de façon équiprobable.
Quand elle est au sommet C, elle ne se rend que sur les sommets A et B, et elle choisit A avec une probabilité égale à 1/3.
Quand elle est au sommet D, elle choisit A, B ou C avec les probabilités respectives 1/2, 1/4 et 1/4. A l'instant 0 ou on met la sauterelle dans sa cage, celle-ci se trouve en A.

1. Quelle est la probabilité que la sauterelle se trouve en B après une minute ? après deux minutes ?
2. On note An l'événement "la sauterelle est au sommet A au bout de n minutes", les événements Bn, Cn et Dn sont définis de façon similaire.
   (a) A l'aide d'un arbre de probabilités, exprimer P(An+1) en fonction de P(An), P(Bn), P(Cn) et P(Dn).
   (b) Exprimer de même P(Bn+1), P(Cn+1) et P(Dn+1) en fonction de P(An), P(Bn), P(Cn) et P(Dn).
3. On note Xn, la matrice ligne (P(An)P(Bn)P(Cn)P(Dn)).
   Déterminer la matrice carrée M telle que Xn+1=Xn*M.
4. Avec une calculatrice ou un logiciel, calculer M^2, M^10 et M^60.
5. Quelle est la probabilité que la sauterelle soit en A au bout de 10 minutes ? au bout d'une heure ?
6. Que constate-t-on ? Interprétez ce résultat.
7. Résoudre l'équation X=XM, dont l'inconnue est X=(x y z t), avec x+y+z+t=1.


1. Après une minute, 1/18 ??
   Après deux minutes, je ne sais pas ..
2. (a) Je n'arrive pas déjà à réaliser l'arbre mais je sais qu'il faut utiliser les probabilités totales.
   (b) Pareil que pour la 2. (a).
3. ??
4. Facile si on a M
5. ??
6. Je pense qu'il faut calculer la lim Xn en + l'infini. Ça doit être égale a X
7. Il me faut X et M


Je vous serai très reconnaissant de m'aider.
En attente de vos réponses, merci

Posté par
Manny06
re : Suites de Matrices 24-04-14 à 15:57

si la sauterelle est en B après 1mn c'est qu'elle a été directement de A en B  quelle est cette probabilité

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 24-04-14 à 16:00

P(B)=1/3 ?

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 14:35

Aidez-moi s'il vous plait? .. :/

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 15:46

Dia duit

Connais-tu les graphes probabilistes ?
Pour abréger les notations tu pourrais noter an,bn,cn,dn les probabilités P(An),P(Bn),P(Cn),P(Dn)

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 15:48

Euh non dsl .. :/
Les arbres de probabilités quoi ^^

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:18

La sauterelle est en A à l'instant 0. A l'instant 1 elle est en B avec une probabilité égale à 1/3 d'après l'énoncé. A l'instant 2 elle ne peut être en B, la probabilité est nulle.

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:20

Excuse, erreur pour l'instant 2

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:25

Apres une minute : P(B) = 1/3
Apres deux minutes : P(B) = 1/6 ?? 2/3 * 1/4 ??

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:28

Si elle est en B à l'instant 2 elle était à l'instant 1 en C ou D

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:35

Ah oui donc P(CUD) = P(CinterD)/P(C) = (1/6)/?
Nn je ne vois pas en faite :/

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:38

Je trouve P(B2)=1/3x1/4+1/3x2/3=11/36

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:46

Tu peux m'explquer comment as tu procédé s'il te plait .. :/

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:46

Excuse moi, je dois quitter.
Tu peux peut-être penser à ceci pour les questions suivantes :

P(A_{n+1})=P(A_{n+1}\cap(B_n\cup C_n\cup D_n))

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:49

Ouh la c'est quoi ca ?? :O
ok merci a tres vite alors

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 16:53

Brièvement :

P(B_2)=P(B_2\cap(C_1\cup D_1))=P(C_1)P_{C_1}(B_2)+P(D_1)P_{D_1}(B_2)

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 19:02

Pour la question 2, tu peux m'aider s'il te plait? .. :/

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 26-04-14 à 21:00

Si à l'instant n+1 la sauterelle est en A, à l'instant n elle était soit en B, soit en C, soit en D. C'est pour cela que j'ai écrit à 16h46 :
P(A_{n+1})=P(A_{n+1}\cap(B_n\cup C_n\cup D_n))
Tu peux en déduire :
P(A_{n+1})=P((A_{n+1}\cap B_n)\cup (A_{n+1}\cap C_n)\cup (A_{n+1}\cap D_n))
et donc :
P(A_{n+1})=P(B_n)P_{B_n}(A_{n+1})+P(C_n)P_{C_n}(A_{n+1})+P(D_n)P_{D_n}(A_{n+1})
et finalement :
P(A_{n+1}=P(B_n)\times\frac{1}{2}+P(C_n)\times\frac{1}{3}+P(D_n)\times\frac{1}{2}
soit, avec les notations que je suggère pour alléger les écritures:
a_{n+1}=\frac{1}{2}b_n+\frac{1}{3}c_n+\frac{1}{2}d_n

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 27-04-14 à 10:16


Citation :
Ouh la c'est quoi ca ?? :O

J'utilisais ces notations pour éviter un arbre de probabilités, difficile à poster. Bon, j'ai eu le temps, voici l'arbre et les réponses à 2a) et 2b)
Suites de Matrices

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 29-04-14 à 13:53

Ah oui ok merci beaucoup je comprends mieux maintenant
3. M = ( 0    1/2  1/3  1/2)
            ( 1/3   0   2/3  1/4)
            ( 1/3    0     0   1/4)
            ( 1/3   1/2   0     0 )  ??

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 29-04-14 à 17:38

Tu peux me repondre assez vite ou m'aidez assez vite car comme demain je ne suis pas la et j'aimerai finir vite cette exercice pour passer a autre chose car sans ton aide, je ne peux pas avancer .. :'(

Merci de me repondre et de m'aider assez vite, cordialement.

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 29-04-14 à 21:02

Etant donné que les matrices Xn sont des matrices lignes, la matrice M telle que Xn+1=Xn M est :
M=\left(\begin{array}{cccc} 
 \\ 0&\frac{1}{3}&\frac{1}{3}&\frac{1}{3}\\
 \\ \frac{1}{2}&0&0&\frac{1}{2}\\
 \\ \frac{1}{3}&\frac{2}{3}&0&0\\
 \\ \frac{1}{2}&\frac{1}{4}&\frac{1}{4}&0
 \\ \end{array}\right)

Posté par
Armen
re : Suites de Matrices 29-04-14 à 21:11

Celle que tu as écrite aurait été valable si les Xn avaient été des matrices colonnes (personnellement je préfère mais ce n'est pas la mode actuelle)

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 30-04-14 à 11:32

4. Facile avec la calculatrice
5. Au bout de 10 minutes et au bout d'une heure, la probabilité que le sauterelle soit en A est de 50/181 = 0,276... ?? Apres je ne sais pas si c'est ca et si c'est ca comment l'expliquer, je ne sais pas.. :/
6. On constate que la probabilité qu'elle soit en A au bout de 10 minutes et au bout d'une heure est la meme. lim Xn=50/181 ??
7. ??

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 01-05-14 à 10:44

Help me please.. :/

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 10:50

Il faut que je finisse l'exercice avant lundi s'il vous plait ..

Posté par
alb12
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 12:36

salut, exprime X(n) en fonction de X(0) et de M

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 13:44

Salut, merci de bien vouloir m'aider a finir
Euh dsl mais je ne vois pas ce que tu veux dire .. :/

Posté par
Lancaster
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 14:08

Bonjour,

Il est assez difficile pour moi de relire tous ces messages.
J'ai repris la matrice M donnée par Armen.
Voilà ce que je peux te dire en espérant ne pas me tromper.

X0 = [ 1 , 0 , 0 , 0 ]

X n+1 = X n * M donc par récurrence sur n , X n = X 0 * M n

q5
X 10 = X 0 * M 10
P ( A 10 ) 0,315
X 60 = X 0 * M 60
P ( A 10 ) ...

q7
X = X * M t'amène un système de 4 équations à 4 inconnues ( x , y , z , t )
t = 1 - x - y - z donc il suffit de trouver x , y , z .

On trouve X = [ 57 / 181 , 50 / 181 , 30 / 181 , 44 / 181 ]
Remarque : 57 / 181 0,315

Posté par
alb12
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 14:14

Quel dommage de ne pas laisser chercher RCLoulou

Posté par
RCLoulou
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 14:26

Comment tu trouves X pr la question 7?

Posté par
Lancaster
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 14:32

Bonjour alb12

Je pense qu'elle a encore du travail à faire !
Elle doit vérifier les informations.
Elle doit faire la récurrence, résoudre le système.

Les résultats sont donnés uniquement pour qu'elle puisse valider ses calculs.

Je n'ai pas cherché à marcher sur tes plates-bandes mais il ( ou elle ) semblait vraiment galéré(e) depuis un certain temps !

Posté par
alb12
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 17:08

aucun pb je vous laisse continuer

Posté par
Lancaster
re : Suites de Matrices 03-05-14 à 19:06

q7

Tu connais M et X = [ x , y , z , t ]
Calcule X * M , tu vas obtenir une matrice ligne qui doit être égale à [ x , y , z , t ].
Deux matrices sont égales si et seulement si elles ont ...
Tu vas aboutir à un système à résoudre avec x , y , z , t comme inconnues.



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