Exercice avec des dés

Bonjour,
ma fille de seconde a le pb de proba suivant.

On lance 10 fois un dé équilibré et on cherche à connaître la probabilité d'avoir au moins une fois chaque face.

Bien sûr, en début de seconde, il n'est pas question de calcul théorique. La résolution se fait à l'aide d'un tableur qui simule des jets, compte le nombre d'apparition de chaque face, en fait le produit qui, s'il est nul, représente la non réalisation de l'évènement. En réalisant cette expérience un grand nombre de fois et en calculant la fréquence d'apparition des produits non nuls, on en déduit une valeur approchée du résultat (0.27).
étant ancien étudiant en maths, j'ai naturellement voulu trouver la solution théorique à ce problème qui me paraissait pourtant simple... mais là, j'avoue être plus rouillé que je ne le pensais...

Est-ce que l'un d'entre vous pourrait me donner un premier coup de pouce ? (sachant que j'aimerais ensuite généraliser à n lancés... c'est la moindre des choses).
E
n vous remerciant par avance.
Toutes mes excuses par avance, si je n'ai pas posté au bon endroit.

Réponses

  • Salut,

    Avec les dés, on est en situation d'équiprobabilité.

    Le nombre d'issues favorables est un nombre de surjections.

    La formule n'est malheureusement pas très amicale, mais on la trouve par exemple ici :
    https://fr.wikiversity.org/wiki/Formule_du_crible/Dénombrement_des_surjections
  • j'ai bien peur d'être plus perdu qu'avant de poser la question ;-)
  • Quelques questions simples pour commencer :
    1°) Quel est le nombre total d'issues des 10 lancers ?
    2°) Parmi ces issues, combien y en a-t-il où le nombre 1 ne figure jamais ?
    3°) Combien y en a-t-il où ni le nombre 1 ni le nombre 2 ne figurent ?
  • pour le 1) je dirais 6^10
    mais après je ne sais plus dénombrer
  • Tu as bien compté quand les 6 nombres 1,2,3,4,5,6 apparaissent. Et tu ne saurais plus compter quand il n'y a que les 5 nombres 2,3,4,5,6 ?
  • Bon ok,
    - sans les 1 : 5^10
    - sans les 1 et sans les 2 : 4^10
    ...
  • Bonjour
    bonne année à tous,
    des pistes supplémentaires à ma question ?
    je vous remercie
  • Je pense que personne n'a répondu parce que le calcul est un peu pénible (et pas amusant).

    Tu connais certainement la formule $$P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B).$$ On peut la généraliser à trois événements
    $$P(A\cup B\cup C)=P(A)+P(B)+P(C)-P(A\cap B)-P(A\cap C)-P(B\cap C)+P(A\cap B\cap C),$$ ou encore davantage. La formule générale s'appelle formule du crible, ou formule de Poincaré.

    Pour $1\leq k\leq 6,$ on considère l'événement $$A_k:"\text{le dé ne tombe jamais sur la face n°}k".$$ Tu dois calculer la probabilité du contraire de $A_1\cup A_2\cup \cdots \cup A_6.$ Pour cela, tu utilises la formule du crible dans le cas $n=6$ et tu calcules chaque terme. Par exemple $$A_1\cap A_3\cap A_5\cap A_6="\text{on n'a que des 2 et des 4}",$$ donc $$P\left(A_1\cap A_3\cap A_5\cap A_6\right)=\frac{2^{10}}{6^{10}}.$$

    Si je ne m'abuse, la probabilité cherchée (je trouve les coefficients 6, 15 et 20 grâce au binôme de Newton) est $$1-\frac{6\times 5^{10}-15\times 4^{10}+20\times 3^{10}-15\times 2^{10}+6\times 1^{10}}{6^{10}}\approx 0,2718.$$
  • Un grand merci à tous pour vos différentes aides et en particulier à rebellin pour la formalisation.
    je vais maintenant pouvoir m'amuser en faisant varier le nombre de dés !!
    à bientôt
  • Dans ma solution j'ai écrit "binôme de Newton". Je voulais bien sûr parler du "triangle de Pascal".
  • tout a fait, la formule du binôme où l'on retrouve les coefficients du triangle de [large]P[/large]ascal (mon premier programme en turbo-pascal justement sur PC 1512)

    [Blaise Pascal (1623-1662) prend toujours une majuscule. AD]
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