Calcul astucieux ?
Bonjour. Considérons trois variables A,B,C i.i.d. suivant une loi uniforme sur [0,1].
Y a-t-il un moyen astucieux de montrer que la probabilité que C> |A-B| vaut 2/3 sans passer par la loi de C-|A-B| ?
Y a-t-il un moyen astucieux de montrer que la probabilité que C> |A-B| vaut 2/3 sans passer par la loi de C-|A-B| ?
Réponses
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Choisir $A,$ $B,$ $C$ revient à choisir un point dans le cube $\left[0;1\right]\times \left[0;1\right]\times \left[0;1\right].$
Si $A\geq B,$ l'événement qui t'intéresse s'écrit (pour simplifier je prends des inégalités larges) $C\geq A-B.$ On a donc affaire à un polyèdre à cinq sommets $(0,0,1),$ $(1,0,1),$ $(0,0,0),$ $(1,1,0)$ et $(1,1,1).$
Si $A\leq B,$ on obtient un polyèdre symétrique qui n'intersecte pas le premier autrement que par des côtés.
Moralité : il suffit de calculer le volume du polyèdre et de multiplier par 2. Pour le calcul, on remarque que ce polyèdre est le "complémentaire" d'un tétraèdre de sommets $(0,0,0),$ $(1,0,0),$ $(1,1,0),$ $(1,0,1).$ Son volume est $V=\frac{1}{6}\det\big(\overrightarrow{u},\overrightarrow{v},\overrightarrow{w}\big),$ avec $\overrightarrow{u}=(0,1,0),$ $\overrightarrow{v}=(-1,0,0),$ $\overrightarrow{w}=(0,0,1).$
Finalement, la probabilité cherchée est $P=2\times \big(\frac{1}{2}-\frac{1}{6}\times 1\big)=\frac{2}{3}.$ -
Comme $X=A-B$ est de densite $(1-|x|)_+$ alors pour $0<c<1$\ on a $\Pr (|A-B|<c)=\int_0^c2(1-x)dx=2c-c^2$ et$$\Pr (|A-B|<C)=\mathbb{E}(2C-C^2)=1-\frac{1}{3}.$$
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