Corrig´e EDHEC 2005 par Pierre Veuillez
Un mobile se d´eplace sur les points `a coordonn´ees enti`eres d’un axe d’origine O
Au d´epart, le mobile est `a l’origine.
Le mobile se d´eplace selon la r`egle suivante : s’il est sur le point d’abscisse k`a l’instant n, alors,
`a l’instant (n+ 1) il sera sur le point d’abscisse (k+ 1) avec la probabilit´e p(0 < p < 1) ou sur le
point d’abscisse 0 avec la probabilit´e 1 −p.
Pour tout nde N, on note Xnl’abscisse de ce point `a l’instant net l’on a donc X0= 0.
On admet que, pour tout nde NXnest d´efinie sur un espace probabilis´e (Ω,A,P).
Par ailleurs, on note Tl’instant auquel le mobile se trouve pour la premi`ere fois `a l’origine (sans
compter son positionnement au d´epart).
Par exemple, si les abscisses successives du mobile apr`es son d´epart sont 0, 0, 1, 2, 0, 0, 1, alors on
aT= 1. Si les abscisses successives sont: 1, 2, 3, 0, 0, 1, alors on a T= 4.
On admet que Test une variable al´eatoire d´efinie sur (Ω,A,P)
1. a) Pour tout kde N∗, (T=k) signifie que le mobile revient en Opour la premi`ere fois `a k.
Donc qu’il y est `a ket qu’il n’y ´etait pas avant :
Conclusion : (T=k) =
k−1
\
i=1
(Xi6= 0) ∩(Xk= 0)
b) Comme il est au point d’abscisse 0 `a l’instant 0,il passera en 1 avec une probabilit´e pet
reviendra (restera) en 0 avec une probabilit´e 1 −p
Donc X1(Ω) = {0,1}P (X1= 0) = 1 −pet P (X1= 1) = p
(X1suit une loi de Bernouilli de param`etre 1 −p)
c) En d´eduire ?????
Les Xine sont pas ind´ependants, mais on a (probabilit´es compos´ees)
P (T=k) = P (X16= 0) PX16=0 (X26= 0) . . . PXk−16=0 (Xk= 0)
=p·p . . . (1 −p)
=pk−1p
car lorsqu’il n’est pas en O, il y revient avec la probabilit´e (1 −p) et il n’y revient pas
(avance d’une case) avec la probabilit´e p.
Conclusion : Donc Tsuit une loi g´eom´etrique de param`etre 1 −p
2. a) On a vu que X0(Ω) = {0}et X1(Ω) = {0,1}
Soit n≥1 tel que Xn(Ω) = [[0, n]]
Les valeurs possibles de Xnvont de 0 `a n. Comme l’abscisse du point peut augmenter de
1, Xn+1 peut prendre toutes les valeurs de [[1, n + 1]] .
Et comme il peut ´egalement revenir `a l’origine, Xn+1 (Ω) = [[0, n + 1]]
Donc, par r´ecurrence, pour tout entier naturel n,Xn(Ω) = [[0, n]]
b) On applique la formule des probabilit´es totales avec le syst`eme complet d’´ev´enements
(Xn−1=k)0≤k≤n−1:
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