Variables aléatoires, exercices d'entraînement

Lycée du Parc, Lyon, première S 634

Exercice 61 page 285

Exercice 62 page 285

Exercice 64 page 285

Exercice 70 page 285

Exercice 89 page 293

Arbre Pondéré de l'exo 89p.293

Arbre Pondéré de l'exo 89p.293

  1. La variable aléatoire \(G\) donnant le gain d'Oriane peut prendre trois valeurs : \(1\), \(10\) et \(-3,5\).

    • \(\mathbb{P}(G = 1) = \mathbb{P} ( [N, N] ) = \frac{n}{n+1} \times \frac{n}{n+1} = \frac{n^2}{(n+1)^{2}}\)

    • \(\mathbb{P}(G = 10) = \mathbb{P} ( [B, B] ) = \frac{1}{n+1} \times \frac{1}{n+1} = \frac{1}{(n+1)^{2}}\)

    • \(\mathbb{P}(G = -3,5) = \mathbb{P} ( [N, B] \cup [B, N]) = 2 \times \frac{1}{n+1} \times \frac{n}{n+1} = \frac{2n}{(n+1)^{2}}\)

  2. On en déduit l'espérance mathématique de \(G\) : \[\mathbb{E} (G) = 1 \times \frac{n^2}{(n+1)^{2}} + 10 \times \frac{1}{(n+1)^{2}} - 3,5 \times \frac{2n}{(n+1)^{2}} = \frac{n^2 - 7n + 10}{(n+1)^{2}}\]

  3. Le jeu est équitable si et seulement si \(\mathbb{E} (G) = 0\). Résolvons l'équation : \[\mathbb{E} (G) = 0 \Longleftrightarrow n^2 - 7n + 10 = 0\] On calcule le discriminant : \(\Delta = (-7)^{2} - 4 \times 10 = 9\).

    \(\Delta >0\) donc l'équation a deux racines distinctes et on trouve \(n = 5\) ou \(n = 2\).

    Le jeu est donc équitable si on a \(2\) ou \(5\) boules blanches dans l'urne.

  4. Le jeu est favorable à Adrien si et seulement si \(\mathbb{E} (G) < 0 \Longleftrightarrow n^2 - 7n + 10 < 0\).

    D'après la règle du signe d'un trinôme, c'est le cas uniquement pour les entiers positifs entre \(2\) et \(5\) compris donc pour \(2\),\(3\),\(4\) et \(5\).