Révisions 5 : Probabilités (1)
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Révisions 5 : Probabilités (1)
Révisions 5 : Probabilités (1) Exercice 1 (Oral Sujet zéro CCP, MP) ? . Dans une zone désertique, un animal erre entre trois points d’eau A, B et C . À l’instant t = 0, il se trouve au point A. Quand il a épuisé l’eau du point où il se trouve, il part avec équiprobabilité rejoindre l’un des deux autres points d’eau. L’eau du point qu’il vient de quitter se régénère alors. Soit n ∈ N. On note A n l’événement « l’animal est en A après son n-ième trajet. » On note B n l’événement « l’animal est en B après son n-ième trajet. » On note C n l’événement « l’animal est en C après son n-ième trajet. » On pose P(A n ) = a n , P(B n ) = b n et P(C n ) = c n . (1) (a) Exprimer, en le justifiant, a n+1 en fonction de a n , b n et c n . (b) Exprimer, de même, b n+1 ³ et c n+1 en ´ fonction de a n , b n et c n . (2) On considère la matrice A = 0 1/2 1/2 1/2 0 1/2 1/2 1/2 0 . (a) Justifier, sans calculs, que la matrice A est diagonalisable. (b) Prouver que −1/2 est valeur propre de A et déterminer le sous-espace propre associé. (c) Déterminer une matrice P inversible et une matrice D diagonale de M3 (R) telles que D = P −1 AP . Remarque : le calcul de P −1 n’est pas demandé. (3) Montrer comment les résultats de la question 2 peuvent être utilisés pour calculer a n , b n et c n en fonction de n. Remarque : aucune expression finalisée de a n , b n et c n n’est demandée. Exercice 2 (Oral Sujet zéro CCP, MP) ? . Soient X et Y deux variables aléatoires définies sur un même espace probabilisé (Ω, A , P) et à valeurs dans N dont la loi est donnée par : ∀(i , j ) ∈ N2 , P((X = i ) ∩ (Y = j )) = 1 e2i +1 j ! (1) Déterminer les lois de X et de Y . (2) (a) Prouver que 1 + X suit une loi géométrique et en déduire l’espérance et la variance de X . (b) Déterminer l’espérance et la variance de Y . (3) Les variables X et Y sont-elles indépendantes ? (4) Calculer P(X = Y ). Exercice 3 (Oral Sujet zéro CCP, MP) ?? . Une secrétaire effectue n appels téléphoniques vers n correspondants distincts. On admet que les n appels constituent n expériences indépendantes et que pour chaque appel, la probabilité d’obtenir le correspondant demandé est p (p ∈ ]0, 1[). Soit X la variable aléatoire représentant le nombre de correspondants obtenus. (1) Donner la loi de X . Justifier. (2) La secrétaire rappelle une seconde fois, dans les mêmes conditions, chacun des n − X correspondants qu’elle n’a pas pu joindre au cours de la première série d’appels. On note Y la variable aléatoire représentant le nombre de personnes jointes au cours de la seconde série d’appels. (a) Soit i ∈ 0, n. Déterminer, pour k ∈ N, P(Y = k|X = i ). (b) Prouver que Z = X + Y suit une loi binomiale dont on déterminera le paramètre. (c) Déterminer l’espérance et la variance de Z . Exercice P YTHON. Réaliser une simulation P YTHON permettant de vérifier numériquement les résultats de l’exercice précédent. On pourra prendre p = 0.2 et n = 25. http://alexandre.boisseau.free.fr/Prive/WWW/MathsPCet/rev_probabilites_1.pdf Exercice 4 (Oral Sujet zéro CCP, MP) ?? . Soit N ∈ N∗ . Soit p ∈ ]0, 1[. On pose q = 1− p. On considère N variables aléatoires X 1 , X 2 , · · · , X N définies sur un même espace probabilisé (Ω, T , P), mutuellement indépendantes et de même loi géométrique de paramètre p. (1) Soit i ∈ 1, N . Soit n ∈ N∗ . Déterminer P(X i É n), puis P(X i > n). (2) On considère la variable aléatoire Y définie par Y = min (X i ) c’est à dire 1Éi ÉN ∀ω ∈ Ω, Y (ω) = min (X 1 (ω), · · · , X n (ω)) min désignant « le plus petit élément de ». (a) Soit n ∈ N∗ . Calculer P(Y > n). En déduire P(Y É n), puis P(Y = n). (b) Prouver que Y admet une espérance et la calculer.