Jet de dés
bonjour
Un lance n fois un dé équilibré. Quelle est la probabilité de sortir les 6 chiffres ?
Soit p(n) cette probabilité.
# calcul de p(6):
$\displaystyle p(6) = \frac{6!} {6^6} = 0.015$
# calcul de p(7):
Une séquence "gagnante" (tous les chiffres sont sortis) est par ex: {1, 2, 3, 4, 5, 6, x}
Il y a 6*7! / 2 séquences gagnantes. 6 car il y a 6 possibilités pour x et on divise par 2 car x est identique à l'un des chiffres précédents et si x = 3 par exemple les séquences {1, 2, 3, 4, 5, 6, x} et {1, 2, x, 4, 5, 6, 3} sont identiques. Et en tout il y a 6^7 séquences possibles, donc:
$\displaystyle p(7) = \frac{6*7!}{2 * 6^7} = 0.054$
on pourrait calculer p(8) en considérant la séquence {1, 2, 3, 4, 5, 6, x, y} et en distinguant les cas x /= y et x=y
Mais dans le cas général, comment trouver p(n), de préférence sans passer par une relation de récurrence ?
merci
Un lance n fois un dé équilibré. Quelle est la probabilité de sortir les 6 chiffres ?
Soit p(n) cette probabilité.
# calcul de p(6):
$\displaystyle p(6) = \frac{6!} {6^6} = 0.015$
# calcul de p(7):
Une séquence "gagnante" (tous les chiffres sont sortis) est par ex: {1, 2, 3, 4, 5, 6, x}
Il y a 6*7! / 2 séquences gagnantes. 6 car il y a 6 possibilités pour x et on divise par 2 car x est identique à l'un des chiffres précédents et si x = 3 par exemple les séquences {1, 2, 3, 4, 5, 6, x} et {1, 2, x, 4, 5, 6, 3} sont identiques. Et en tout il y a 6^7 séquences possibles, donc:
$\displaystyle p(7) = \frac{6*7!}{2 * 6^7} = 0.054$
on pourrait calculer p(8) en considérant la séquence {1, 2, 3, 4, 5, 6, x, y} et en distinguant les cas x /= y et x=y
Mais dans le cas général, comment trouver p(n), de préférence sans passer par une relation de récurrence ?
merci
Réponses
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Ca revient à compter le nombre de partitions d'un ensemble à $n$ en $6$ morceaux, non ? (dans une partition les sous-ensembles sont non vides)
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Bien que succinte ta réponse m'a mis sur la voie.
Je pense qu'il faut dénombrer le nombre de surjections de {1, 2, ... n} vers {1,2,3,4,5,6} et effectivement il y a un rapport avec les partitions en 6 parties d'un ensemble de n éléments.
Et ce dénombrement fait intervenir les nombres de Stirling -
J'aurais plutôt tendance à dire le nombre de partitions, plutôt que le nombre de surjections, mais jep eux me tromper, je n'ai pas vraiment réfléchi plus que ça à ton problème.
En tout cas, il y a une formule explicite quelque soit la bonne réponse et tout ceci est parfaitement connu. Je te laisse googler. -
Le nombre de séquences "gagnantes" est bien le nombre de surjections de {1,2,...n} dans {1,..6} = $6! * S(n, 6)$
donc $\displaystyle p(n) = \frac{6! * S(n, 6)}{6^n}$ où S(n,k) sont les nombres de Stirling de 2ème espèce
Il n'y a pas de formule explicite pour S(n, k) mais une relation de récurrence.
Wiki Stirling
Vérifions avec n=7:
$\displaystyle p(7) = \frac{6! * S(7, 6)}{6^7} = \frac{6! * 21}{6^7} = 0.054$
ce qui est bien ce que j'avais trouvé dans ce cas particulier (cf 1er message) -
Désolé de te contredire mais il y a une formule explicite. SI $S(n,k)$ désigne bien le nombre de partitions d'un ensemble à $n$ éléments en $k$ parties, il suffit de lire jusqu'au bout la page wiki consacrée aux nombres de Stirling (j'ai la formule sous les yeux)
-
Petite remarque en passant : si $6$ tend vers l'infini, alors ton problème devient celui du "collectionneur de coupons" sur lequel on peut dire beaucoup de choses.
-
@GreginGré: Oui, effectivement, avec une somme.
@Lucas: peux-tu dire quelques mots sur le collectionneur de coupons ?
On peut aussi se demander quelle est l'espérance mathématique du nombre de jets nécessaires pour sortir les 6 chiffres.
Il y a une réponse simple et élégante à cette question. Si vous ne la trouvez pas elle est expliquée ici:
http://forums.futura-sciences.com/mathematiques-college-lycee/613379-probabilite-de-2.html#post4599142
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Bonjour!
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