Ivan Shishkin, Rye (1878)

Discussions

Le drame du gardien de nuit

0 messages

Solution

Solution by Sequoia · FR

  1. Disons que la première clef n’ouvre pas la porte, elle fait donc parti des n1n-1 clefs qui n’ouvre pas la porte parmi les nn. Cette événement a donc une probabilité n1n\frac{n-1}{n} de survenir.
    La seconde clef n’ouvre toujours pas la porte avec la même probabilité, ce qui rajoute un facteur n1n\frac{n-1}{n}. On itère ce raisonnement jusqu’à la k1k-1-ème clef qui n’ouvre pas la porte. Tout cela est donc un événement de probabilité (n1n)k1\left(\frac{n-1}{n}\right)^{k-1}, où l’on peut tout multiplier par indépendance.
    Mais la kk-ème clef va ouvrir la porte ! Ainsi cet événement a une probabilité 1n\frac{1}{n} d’advenir car on choisit une clef sur nn.
    Finalement, la probabilité que la kk-ème clef ouvre la porte suit une loi géométrique de paramètre 1n\frac{1}{n}, le résultat est donc (n1n)k11n\left(\frac{n-1}{n}\right)^{k-1}\,\frac{1}{n}.

2.La différence maintenant est que le gardien fait attention à la clef qu’il utilise. Disons que la première clef n’ouvre pas la porte, cela a donc une probabilité n1n\frac{n-1}{n} d’arriver, rien ne change pour l’instant.
Mais maintenant on met cette mauvaise clef de côté, il en reste donc n1n-1. Si on en choisit une mauvaise, cela a une probabilité n2n1\frac{n-2}{n-1} d’arriver (n2n-2 mauvaises clefs dans les n1n-1).
Maintenant il reste donc n2n-2 clefs devant nous. On peut ainsi prolonger ce raisonnement jusqu’à ce qu’on ait tiré k1k-1 mauvaises clefs (donc il en reste n(k1)=nk+1n-(k-1)=n-k+1). On multiplie alors les probabilités pour trouver:
n1nn2n1n3n2nk+2nk+3nk+1nk+2\frac{n-1}{n}\frac{n-2}{n-1}\frac{n-3}{n-2}\cdots\frac{n-k+2}{n-k+3}\frac{n-k+1}{n-k+2}Mais on remarque que n1n-1 se simplifie, ainsi que n2n-2, n3,,n-3,\dots, jusqu’à nk+1n-k+1 qui, lui, va rester.
On trouve ainsi nk+1n\frac{n-k+1}{n}.
Mais maintenant il nous reste à tirer la bonne clef parmi les nk+1n-k+1 restante, événement de probabilité 1nk+1\frac{1}{n-k+1} qui, multiplié par le résultat précédent, donne 1n\frac{1}{n}. Ainsi notre probabilité finale vaut 1n\frac{1}{n}. Elle ne dépend pas de kk !

No messages yet.