une expérience qui vous en fera voir de toutes les couleurs

Aide sur les questions de probabilités.
rajae.s
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une expérience qui vous en fera voir de toutes les couleurs

Message par rajae.s » 08 mai 2017, 18:28

on effectue une suite de tirages d'une boule avec remise, dans une urne qui contient une boule blanche et quatre boules noires. On note X la variable aléatoire égale au nombre de lancers nécessaires pour voir au moins une fois chacune des deux couleurs, et qui prend la valeur 0 si on ne parvient jamais à ce résultat. On note aussi Y la variable aléatoire égale au nombre de boules blanches obtenues
1) déterminer la loi de probabilité de X, que vaut en particulier P(X=0)
2)montrer que X admet une espérance et la calculer

Bonjour, je bloque pour ces questions. Est-ce que l'univers de X est bien (2,3,4,5) ?
Merci d'avance :)

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Job
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Re: une expérience qui vous en fera voir de toutes les coule

Message par Job » 09 mai 2017, 11:36

Bonjour

Les différents tirages sont indépendants puisqu'il y a remise. Lors d'un tirage $P(N)=\frac{4}{5}$ et $P(B)=\frac{1}{5}$

Pour que l'événement $X=n$ soit réalisé, il faut au moins 2 tirages.
Pour $n\geq 2$, l'événement $X=n$ est réalisé si on a tiré $(n-1)$ fois une noire suivie d'une blanche ou si on a tiré $(n-1)$ fois une blanche suivie d'une noire donc :
Pour $n\geq 2\ ,\ P(X=n)=(\frac{4}{5})^{n-1}\times \frac{1}{5} +(\frac{1}{5})^{n-1}\times \frac{4}{5}$

$\lim_{n\to +\infty}[(\frac{4}{5})^{n-1}\times \frac{1}{5} +(\frac{1}{5})^{n-1}\times \frac{4}{5}]=0$ donc $P(X=0)=0$

2) $E(X)=\sum_{n\geq 2} [\frac{1}{5}\times n\times (\frac{4}{5})^{n-1}+\frac{4}{5}\times n \times (\frac{1}{5})^{n-1}]$

Il s'agit de la somme de 2 séries géométriques convergentes donc $E(X)$ est défini.

Rappel : $\sum_{k\geq 1} kx^{k-1}=\frac{1}{(1-x)^2}$ donc $\sum_{k\geq 2}kx^{k-1} =\frac{1}{(1-x)^2}-1$

On a donc $E(X)=\frac{1}{5} \times [\frac{1}{(1-\frac{4}{5})^2} -1]+\frac{4}{5} \times [\frac{1}{(1-\frac{1}{5})^2}-1]$
$E(X)=\frac{1}{5} \times (25-1)+\frac{4}{5} \times (\frac{25}{16}-1)=\frac{105}{20} =\frac{21}{4}$

Si vous n'avez pas vu le rappel, je peux le démontrer

rajae.s
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Re: une expérience qui vous en fera voir de toutes les coule

Message par rajae.s » 09 mai 2017, 21:19

On l'a vu merci
J'avais juste une question en plus: pourquoi pour calculer P(X=0) on doit faire la limite de ce qu'on a prouvé auparavant ?

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Re: une expérience qui vous en fera voir de toutes les coule

Message par Job » 10 mai 2017, 09:53

Ne jamais parvenir au résultat équivaut à dire que le résultat est rejeté à l'infini mais on peut aussi justifier d'une autre manière.

$P(X=0) =1-\sum_{n\geq 2} [\frac{1}{5} \times (\frac{4}{5})^{n-1}+\frac{4}{5} \times (\frac{1}{5})^{n-1}]$

$P(X=0)=1-\frac{1}{5} \sum_{n\geq 2}(\frac{4}{5})^{n-1}-\frac{4}{5} \sum_{n\geq 2}(\frac{1}{5})^{n-1}$

$P(X=0)=1-\frac{1}{5} (\frac{4}{5} \times \frac{1}{1-\frac{4}{5}})-\frac{4}{5} (\frac{1}{5} \times \frac{1}{1-\frac{1}{5}})=1-\frac{1}{5} -\frac{4}{5}=0$

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