Tir aux canards


Tir aux canards

 

10 chasseurs tirent au hasard mais sans échec sur dix canards.

Quel est le nombre moyen de survivants?


(D'après A.Engel)

Commentaires

1. Le mardi, juin 12 2007, 11:40 par thk

5.51 ....

2. Le mardi, juin 12 2007, 17:17 par Parallax

10*(0.9)^10 soit environ 3 canards et demi. Pauvre demi canard survivant...

3. Le mardi, juin 12 2007, 19:19 par Sigmalpha

Un tableur donne environ 1,82 canard survivant.

4. Le mardi, juin 12 2007, 20:45 par MB

Est ce que le problème serait-il le même si 1500 chasseurs tiraient dans les mêmes conditions sur 1500 oiseaux?
C'est plus pratique pour la simulation non?

5. Le mardi, juin 12 2007, 20:52 par Vincent Maille

Que de réponses....et toutes différentes....C'est ça le débat mathématique !

En quoi le fait d'avoir 1 500 oiseaux serait plus pratique pour la simulation ?
6. Le mardi, juin 12 2007, 21:09 par MB

vincent tu parles de la moyenne ou de la fréquence?
1500 oiseaux pour 1500 chasseurs.

7. Le mardi, juin 12 2007, 21:18 par MB

car la simulation est plus proche de "la réalité" pour n assez grand non?!

8. Le mardi, juin 12 2007, 21:26 par Vincent Maille

Tout dépend ce que représente n....La question est en effet "en moyenne", combien il en reste. n peut être le nombre d'essais réalisés par exemple....Dans ce cas si vous faites beaucoup d'essais, je comprend que vous utilisiez un tableur pour ne pas sacrifier trop de canards ;) Je vous rappelle que vous pouvez m'envoyer vos fichiers pour que je les mette en ligne, toutes les réponses sont intéressantes.

9. Le mardi, juin 12 2007, 21:29 par Parallax

Pour n canards/chasseurs on aura une espérance de n*((n-1)/n)^n canards survivants car à chaque tir un même canard a (n-1)/n chances de survivre.

10. Le mardi, juin 12 2007, 21:58 par MB

Dans une colonne,j'ai numéroté les chasseurs de 1 à 10. Dans une autre, j'ai fait un tirage aléatoire de 10 entiers entre 1 et 10.
Dans la troisième colonne, j'ai dénombré le nombre de fois ou un oiseau est touché. Il ne reste plus que de compter les survivants.
je te joins le fichier Excel.

11. Le mercredi, juin 13 2007, 10:31 par Parallax

Bravo pour le 3,49.
Les simulations c'est bien pour avoir une idée de la réponse, mais que faites vous des probas ?
Petite question supplémentaire, que se passe-t-il lorsque n tend vers l'infini ?

12. Le mercredi, juin 13 2007, 17:59 par MB

c'est la question que je me suis posée. le problème serait-il le même avec 1500 chasseurs et 1500 oiseaux?

13. Le mercredi, juin 13 2007, 18:41 par vvtf

Parallax, tu as l'air de bien maitriser le sujet !

Mais qui se cache derrière ce pseudo ?

Et quand est ce que tu nous donne les explications ?

@+

14. Le mercredi, juin 13 2007, 21:26 par MB

Non! c'est juste une question!!!

15. Le jeudi, juin 14 2007, 08:10 par Jphy

Peut-on considérer qu'une simulation puisse faire office de preuve ?
Qu'en est il de la valeur du nombre aléatoire dans un tableur ? Parlons-nous de pseudo aléatoire ?

16. Le jeudi, juin 14 2007, 08:31 par MB

la simulation permet la conjecture. Il reste la démonstration!

17. Le jeudi, juin 14 2007, 09:21 par Parallax

Bun j'ai déjà donné l'essentiel.
A chaque tir un même canard a une proba de 9/10 de rester en vie (et de 1/10 de se faire tuer).
Il a donc une proba de (9/10)^10 de rester en vie à l'issue des 10 tirs.
C'est valable pour les 10 canards donc l'espérance du nombre de survivants est 10*(9/10)^10.

Pour le cas où le nombre de canard est l'infini, le nombre de survivants est infini lui aussi, c'est donc la proportion de survivants qu'il est intéressant d'évaluer.
Vers quel nombre se rapproche ((n-1)/n)^n lorsque n tend vers l'infini ?

18. Le jeudi, juin 14 2007, 09:32 par CLR

Parallax,
Encore une manière d'approcher e. lim((n-1)/n)^n = e !! Sacré eeeeeeeeeeeeeeeee

19. Le jeudi, juin 14 2007, 19:47 par Parallax

CLR,
Tu as répondu un peu vite mais tu n'es pas loin...

20. Le jeudi, juin 14 2007, 21:05 par CLR

Parallax,
1/e ca te va? ou tu préféres e^(-1) lol.

21. Le jeudi, juin 14 2007, 21:23 par CLR

Parallax,
J'ai oublié! Tu dois revoir tes félicitations pour Cyd avec les 3.49!!

22. Le vendredi, juin 15 2007, 10:22 par Parallax

CLR,
why ? c'est une bonne approximation de la réponse au problème.

23. Le vendredi, juin 15 2007, 15:26 par CLR

Parallax,
un peu loin quand même de 1/e non?

24. Le vendredi, juin 15 2007, 19:12 par Parallax

CLR,
sa réponse correspond au problème de départ avec 10 canards, pas une infinité.

25. Le lundi, juin 18 2007, 11:05 par Parallax

JOUPAT,

ton approche est tout à fait correcte mais tu trouvera la même valeur.
Cependant ton intervention m'a fait réflechir et je me suis rendu compte que je n'avais pas cherché à déterminer la loi de cette variable aléatoire.
Je vais chercher un peu...

A+

26. Le lundi, juin 18 2007, 12:01 par Joupat

Comment savez vous que je vais trouver la même valeur! Car votre formule pour la moyenne n'est pas justifiée! Il n'y a pas lieu de multiplier la probabilité qu'un canard survive par le nombre de canards,pour obtenir la moyenne du nombre de survivants.

27. Le lundi, juin 18 2007, 19:37 par Joupat

Respect à toi Ô grand Parallax , mais tu risques de tomber sur le nombre d'applictions surjectives d'un ensemble de n éléments vers un ensemble de p éléments, n>p.

28. Le lundi, juin 18 2007, 21:34 par philippe

Pour 10 canards et 10 chasseurs, le nombre moyen d'oiseaux tués est F (10) en considérant la suite définie par :
F(1) = 1
F(n+1) = 0,9F(n) + 1
La démonstration ne tient pas sur quelques lignes ; si besoin, je la mettrai en pièce jointe un de ces jours...

Je laisse au lecteur le soin d'utiliser une suite annexe (géométrique) pour obtenir le terme général de cette suite...

Bref : [m]F (10) = 10 - {9^10}/{10^9} [/m]soit environ 6,51
Le nombre de survivants est [m]{9^10}/{10^9} [/m] soit environ 3,49

Pour [m]x[/m] chasseurs et [m]x[/m] oiseaux, je présume qu'il suffit de remplacer 0,9 par [m]x/{x+1}[/m] dans l'expression de [m]F(n+1)[/m]. Je vais étudier cette question. Si ma conjecture est correcte, je crains qu'on ne s'éloigne du nombre e les amis LOL .

Philippe

29. Le lundi, juin 18 2007, 21:55 par Joupat

C'est le même résultat que le grand Parallax :
[m]10*0,9^10={9^10}/{10^9}[/m], étonnant non?

30. Le mardi, juin 19 2007, 01:19 par Parallax

Merci pour l'info Joupat,

J'ai passé une bonne partie de l'après-midi à essayer d'identifier les coefficicents pas glop dans mes probas.
J'ai reduit le problème à 2 canards : 2 et 1.
Puis à 3 : 6, 6, 1
Puis à 4 : 24, 36, 14, 1.
Ce sont effectivement des nombres de surjections.
Un fois qu'on a choisi nos k canards survivants, il faut ensuite lacher les n chasseurs sur les n-k canards restant c-à-d trouver une surjection d'un ensemble à n éléments dans un autre à n-k éléments.
La loi de proba est donc donnée par P(X=k)=(C(n,k)/n^n)*S(n,n-k) où S(n,n-k) est le nombre de surjections.
Respect, sans ton indication j'y serais encore !
Reste à vérifier que l'espérance est bien n*((n-1)/n)^n.
Là je crois que je vais m'abstenir pour le moment, je reprendrai ça sur la plage...
(j'aimais bien mon explication toute simple...)

A+

31. Le mardi, juin 19 2007, 08:53 par CLR

Philippe,

Avec ta phrase:"La démonstration ne tient pas sur quelques lignes ; si besoin, je la mettrai en pièce jointe un de ces jours...", tu me fais penser à Fermat et sa conjecture " je n'ai pas assez de place pour la démostration". J'espère que nous allons pas attendre 3 siècles pour la démonstration de ta conjecture sur la suite proposée...

32. Le mardi, juin 19 2007, 21:23 par philippe

Salut, c'est encore moi
Le citoyen Parallax donne des formules compliquées mais elles rejoignent les miennes.
Je ne suis pas Fermat, je ne vais pas passer l'arme à gauche avant d'avoir rédigé ma démonstratrion ; un peu de patience, je corrige la BAC
Je présente des excuses : le nombre e est effectivement relié à ce problème lorsque le nombre de piafs et le nombre de chasseurs tendent vers l'infini : la proportion de survivants est 1/e ! Encore ce fameux nombre e !!!

A+ et courage à ceux qui corrigent des exam'

33. Le mercredi, juin 20 2007, 19:08 par REMARQUE

L'objectif de ce site est-il de promouvoir les TICE chez nos élèves par des activités simples et efficaces ou de faire une préparation aux colles des classes prépa? Est il nécessaire de compter le nombre de "111" dans un intervalle pour introduire la notion de suites? ou dénombrer le nombre de surjections pour parler d'éspérance mathématiques?
Des questions sans plus.....

34. Le mercredi, juin 20 2007, 20:51 par Candide

Quand vous posez ce problème du mois qui dans sa résolution théorique est limite classe terminale, que voulez vous? Une résolution théorique par des profs de maths, un programme informatique pour avoir une réponse expérimentale approchée avec un logiciel genre tableur, c'est pas clair. De plus on dirait que certains connaissent la réponse sans pouvoir l'expliquer clairement! Ca me fait penser à certains élèves.

35. Le mercredi, juin 20 2007, 21:01 par REMARUQE

Je pense que, par ma remarque, j'ai déclenché une vague de critiques positives.
il serait peut être très utile, pour nous enseignants, de tester une même activité pour un niveau donné et de comparer les mises en pratique ainsi que les intérêts que ca a sucité chez nos élèves.
c'est comme ca que nous pouvons améliorer les approches de notre matière et cela dans le plus garnd intérêt de nos élèves.

36. Le mercredi, juin 20 2007, 21:11 par Bravo

Franchement, je ne vois pas du tout l'intérêt de simuler ce problème pour des élèves de seconde et surtout ne rien démonter!!!!
Un jeu de piles ou face, facile accessible et rapide permet aux élèves de se familiariser avec le tableur et la simulation sans aucune difficulté et la "explication intuitive" 1 chance sur 2 est très convaincante pour ces élèves. Si tu as réussi à faire des génies en seconde qui conjeturent sur la limite 1/e!!!!! Moi je ne peux que te féléciter!!

37. Le mercredi, juin 20 2007, 21:36 par FG

Extrait du programme en seconde :

"la simulation à l'aide du générateur aléatoire d'une calculatrice. La simulation remplaçant l'expérimentation permet, avec une grande économie de moyens, d'observer des résultats associés à la réalisation d'un très grand nombre d'expériences. On verra ici la diversité des situations simulables...."

Il me semble que ce problème colle parfaitement a ce programme de seconde

De plus, on tient peut-être un problème pour la future épreuve TICE en TS, non ?

38. Le mercredi, juin 20 2007, 21:49 par REMARQUE

Il est claire que la simulation fait partie intégrante de notre enseignement et c'est ce que je fais à mes élèves soit par calculatrice ou tableur.
Mais avant de faire une simualtion, il faut toute une préparation purement mathématiques " accessibles" à nos élèves. Tout le monde ne tavaille pas avec des classes S. Les APV existent toujours!!!!

39. Le mercredi, juin 20 2007, 21:49 par candide

Pour V.Maille:Candide n'est ni remarque ni bravo

40. Le jeudi, juin 21 2007, 09:41 par joupat

Parallax a finalement raison, son résultat est bien la moyenne de la loi binômiale
pour N= 10 expériences répétées indépendantes de probabilité [m]p=0,9^10[/m]
dans ce cas on démontre que E(X)=Np et la variance V(X)=Npq, (avec q=1-p),
mais ça n'a rien d'une évidence, ça doit être justifié.

41. Le vendredi, juin 22 2007, 09:51 par philippe

Cher CLR (ou, de préférence Chère CLR) : Fermat n'a pas emporté sa démonstration dans la tombe, je mets mon idée sur pièce jointe.
A +
Philippe

42. Le vendredi, juin 22 2007, 23:44 par CLR

philippe,
même si le résultat final semble être bon. je ne suis pas d'accord sur le type de tirage et la modélisation du problème: les dix chasseurs tirent en même temps . Je vais me concentrer un peu plus sur ton raisonnement.

43. Le samedi, juin 23 2007, 12:58 par Nemrod

Que les chasseurs tirent succéssivement ou simultanément n'a pas d'importance pour les probas, car dans la mathématisation avec tirages succéssifs avec remise on comprend qu'un chasseur peut tirer sur un canard déja touché auparavant.

44. Le samedi, juin 23 2007, 16:39 par Joupat

Pour parallax: le nombre de surjections de n éléments vers p éléments est donné par la formule:[m]S(n,p)=sum{k=1}{p}{((-1)^(p-k)C(p,k)k^n)}[/m], où C(p,k) est le nombre de combinaisons de k éléments parmi p.
Voir le site :
perso.orange.fr/gilles.co...

45. Le lundi, juin 25 2007, 07:55 par Parallax

Merci Joupat,

1) j'avais déjà la formule ainsi q'une autre formule de récurrence sur les S(n,p), mais je déclare forfait quand au calcul de l'espérance à partir de la loi de proba.

2) On trouve bien l'espérance de la loi binomiale que tu décris [m]B(10,0.9^10)[/m] mais ce n'est pas une loi binomiale car il n'y a pas indépendance. Par contre il y a équiprobabilité d'où mon idée de multiplier par 10 la proba de survie d'un canard. En considérant qu'il s'agit d'une somme de 10 loi binomiales [m]B(1,0.9^10)[/m] on a alors [m]E(X)=E(sum{}{}{X_i})=sum{}{}{E(X_i)}=nE(X_i)[/m]... reste que X=n n'est pas convenable avec "le sans échec"...

A bientôt.

46. Le mardi, juin 26 2007, 11:51 par Parallax

Bonjour Vincent,

nul part en effet, la dépendance/indépendance ne pose pas de problème pour le calcul de l'espérance d'une somme de variables aléatoires.
Ce qui m'a gêné après reflexion c'est que la variable X puisse prendre la valeur 10 alors qu'il ne peut y avoir 10 survivants. Heureusement tout s'arrange bien car la proba correspondante est nulle.

A+

47. Le mercredi, août 29 2007, 10:35 par Vincent MAILLE

Après 2 mois de vacances, je reprends le problème, la limite du nombre de survivants n'est pas [m]1/e[/m] puisque [m]E(X)={(N-1)^N}/{N^{N-1}}[/m] et non [m]({N-1}/N)^N[/m] me semble-t-il.

48. Le vendredi, septembre 7 2007, 12:49 par Vincent MAILLE

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Un scénario vous est proposé à cette adresse.
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49. Le jeudi, novembre 6 2008, 17:21 par lot

{9^10}/{9^10}

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