Appareil sans vieillissement

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Bonsoir, mon prof de probabilités discrètes nous a donné un exemple sur les variables aléatoires discrètes que je ne comprend pas.

Le voici :

Soit $(\Omega, \mathcal A, \mathbb P)$ un espace probabilisé et $N$ une variable aléatoire recensant le nombre de fois qu’un appareil fonctionne. On note $p$ la probabilité de panne de l’appareil à chaque utilisation.

L’appareil est sans vieillissement si pour tout $n \geq 1$ on a $\mathbb P(N \geq n + 1 | N \geq n) = \mathbb P(N \geq 1) = 1 - p$.

Déterminons la loi de $N$ :

$\mathbb P(N \geq n | N \geq n - 1) = \dfrac{\mathbb P(N \geq n)}{\mathbb P(N \geq n - 1)} = 1 - p$.

On a $\mathbb P(N \geq n) = (1 - p)\mathbb P(N \geq n - 1) = (1 - p)^2 \mathbb P(N \geq n - 2) = \dots = (1 - p)^{n - 1}\mathbb P(N \geq 1) = (1 - p)^n$.

Enfin, $\mathbb P(N = n) = \mathbb P(N \geq n | N \geq n + 1) = \mathbb P(N \geq 1) - \mathbb P(N \geq n + 1) = (1 - p)^n - (1 - p)^{n + 1} = (1 - p)^n \times p$.

Voici ce que je ne comprends pas (j’ai mis en gras) :

  • Je ne vois pas trop le lien entre la première égalité et l’appareil sans vieillissement, mais j’ai peut-être une idée : c’est parce que $\mathbb P(N \geq n + 1 | N \geq n)$ ne dépend pas de $n$? Ensuite pourquoi c’est égal à $1 - p$?

  • Je ne comprend pas le développement final, comment on passe de $\mathbb P(N \geq n | N \geq n + 1)$ à $\mathbb P(N \geq 1) - \mathbb P(N \geq n + 1)$?

Merci pour votre aide!

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Bonsoir Ozmox.

Alors je ne suis pas un dieu en proba mais vue que je suis en plein dedans également en cours, je vais essayer de t’apporter des éléments de réponse.

pourquoi c’est égal à $1 - p$?

Ozmox

Car c’est le principe d’une loi de Bernoulli. Cette loi est de paramètre $p$ et admet deux issues possibles (Succès/échec). Toi tu est face à une loi binomiale, c’est en faite $n$ répétition d’une loi de Bernoulli.

Dans ton cas, on peut dire que le succès $p$ est « probabilité de panne de l’appareil durant l’utilisation ». On a donc l’échec « L’appareil est sans vieillissement si pour tout » qui correspond donc à $1-p$.

Pour le reste, il me semble que les résultats des $n$ sont supposé indépendant et du coup en reprenant les formules on retombe dessus.

En espérant que quelqu’un de plus calé passe derrière pour confirmé (ou non) ce que je dis et apportaient plus d’éléments de réponse.

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Car tu es face une loi de Bernoulli (également appelé loi binomiale)

Attention, loi de Bernoulli ne désigne pas exactement la même chose que loi binomiale. Une loi binomiale c’est n répétition d’une loi de Bernoulli de paramètre p.

@Ozmox : Concernant ta seconde question regarde la formule de Bayes ça devrait te débloquer.

Car tu es face une loi de Bernoulli (également appelé loi binomiale)

Attention, loi de Bernoulli ne désigne pas exactement la même chose que loi binomiale. Une loi binomiale c’est n répétition d’une loi de Bernoulli de paramètre p.

@Ozmox : Concernant ta seconde question regarde la formule de Bayes ça devrait te débloquer.

Würtz

En effet, tu viens de me le rappelé :)

Une autre façon de voir, ça peut donner un autre éclairage.

Exemple type d’appareil sans vieillissement : un dé… avec une règle du jeu un peu particulière.

Tu lances un dé plusieurs fois, tant que ce n’est pas le chiffre 1 qui sort. Et quand le chiffre 1 sort, on jette le dé à la poubelle.

La probabilité de sortir un 1 est toujours la même, qu’on soit au 1er lancer ou au 10ème. Le seul truc, c’est que la probabilité d’arriver à 10 lancers est faible.

Détailler quoi … Pour un dé à 6 faces la probabilité de sortir un 1 (=la probabilité de tomber en panne selon mon exemple), c’est 1/6. Cette probabilité est toujours la même, qu’on soit au 1er lancer ou au 10ème, ou même au 100ème lancer. La probabilité de tomber en panne est toujours la même, c’est donc un appareil sans vieillissement. Ensuite, les formules qui donnent la probabilité d’aller jusqu’à n lancers sans tomber en panne, ou la durée de vie moyenne ont été données ci-dessus, ça ne servirait à rien que je les redonne. Le mieux serait même que tu essaies de les retrouver, sans lire les messages où elles sont données.

Détailler quoi … Pour un dé à 6 faces la probabilité de sortir un 1 (=la probabilité de tomber en panne selon mon exemple), c’est 1/6. Cette probabilité est toujours la même, qu’on soit au 1er lancer ou au 10ème, ou même au 100ème lancer. La probabilité de tomber en panne est toujours la même, c’est donc un appareil sans vieillissement. Ensuite, les formules qui donnent la probabilité d’aller jusqu’à n lancers sans tomber en panne, ou la durée de vie moyenne ont été données ci-dessus, ça ne servirait à rien que je les redonne. Le mieux serait même que tu essaies de les retrouver, sans lire les messages où elles sont données.

elegance

On se place dans l’espace probabilisé $(\Omega, \mathcal P(\Omega), \mathbb P)$$\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$ et on a la probabilité uniforme.

Soit $X_i \sim \mathcal B(\dfrac{1}{2})$, qui vaut 1 si on tombe sur la face 1 et 0 sinon, pour tout $1 \leq i \leq n$

Soit $\displaystyle N = \sum_{i = 1}^n X_i \sim \mathcal B(n, \dfrac{1}{2})$.

On a $\mathbb P(N = k) = \mathcal C_k^n \times \dfrac{1}{2^k} \times \dfrac{1}{2^{n - k}}$.

Pour calculer la probabilité d’arriver jusqu’à 10 lancers, on prend $n = 10$ et $k = 10$, on a $\mathbb P(N = 10) = \dfrac{1}{2^{10}} = \dfrac{1}{1024}$.

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