•Dans le cas général, on dénote par pnla probabilité que le dernier passager trouve sa place dans
un avion de nplaces. Fixons n > 2. Quand le premier passager prend sa place, il choisit la place
kavec probabilité 1/n. Si k= 1, le dernier passager est sûr d’avoir sa place, si k=n, il est sûr de
ne pas l’avoir. Si 1< k < n, alors les passagers numéros 2 à k−1prennent leur place et le k-ième
passager se retrouve maintenant dans la même situation que le premier passager, mais avec un
avion de n−k+ 1 places. On a alors la récurrence
pn= 1/n + 1/n(p2+· · · +pn−1).
Montrons que pn= 1/2pour tout n≥2. On sait que cela est vrai pour n= 2. Supposons pour
un nfixé que c’est vrai pour tout 2≤k < n. On a alors pn= 1/n + 1/n(p2+· · · +pn−1) =
1/n + (n−2)/(2n)=1/2, ce qui donne le résultat.
Exercice 3. 1. L’espace probabilisé associé à cette expérience peut s’écrire
Ω = {(a1, a2, . . . , am) : ai∈ {1, . . . , M}, ai6=ai, si i6=j}.
Le cardinal de cet ensemble est card(Ω)=Am
M=M(M−1) · · · (M−m+ 1). Celui-ci étant muni
de la probabilité uniforme, on a pour tout A∈ P(Ω),
P(A) = X
ω∈A
P({ω}) = card(A)
card(Ω) .
2. D’une part, Ak:= {Bk= 1}={(a1,· · · , am)∈Ω : ak∈ {1,2,· · · , b}}. D’autre part, l’application
Ak−→ A1
(a1, . . . , ak, . . . , am)7→ (ak, a2, . . . , ak−1, a1, ak+1, . . . , am)
est une bijection de Akdans A1, d’où Card(Ak) = Card(A1). Or Card(A1) = b(M−1) · · · (M−
m+ 1) et l’on a P(Ak) = b/M. (Remarquons que la probabilité de l’événement Akne dépend pas
de ket est égale à la proportion de boules blanches dans l’urne).
Pour k6=`, de même qu’à la question précédente, on peut établir une bijection entre {Bk=
1} ∩ {B`= 1)}et {B1= 1} ∩ {B2= 1)}, d’où P(Bk= 1, B`= 1) = P(B1= 1, B2= 1) =
Card({B1=1}∩{B2=1)})
Card(Ω) et Card({B1= 1}∩{B2= 1)}) = b(b−1)(M−2) · · · (M−m+ 1). D’où
P(Bk= 1, B`= 1) = b(b−1)
M(M−1) 6=P(Bk= 1)P(B`= 1) = b2
M2.
Donc les v.a. (Bk)1≤k≤mne sont pas indépendantes.
3. Pour 1≤k≤m, par le même argument de bijection, on a
P(Sm=k) = Ck
m
Ak
bAm−k
M−b
Am
M
(où Ak
n=n!
(n−k)! désigne le nombre d’arrangements de kéléments parmi net Ck
n=n!
k!(n−k)! le
nombre de combinaisons de kéléments parmi n) et E[Sm] = Pm
k=1 E[Bk] = Pm
k=1 b
M=mb
M.
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