Equivalent de la somme des k**n

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Godfrey
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Equivalent de la somme des k**n

par Godfrey » 06 Juin 2025, 08:57

Bonjour,

Dans le cadre d'un exercice de probabilités que je contextualise plus bas pour ceux qui sont intéressés, j'aimerais trouver un équivalent simple de lorsque n tend vers +∞.

Je n'ai pas la moindre piste pour rechercher cette équivalent (j'avais pensé que les séries entières allaient m'aider...), je prends donc toutes les bonnes idées.

Merci !

CONTEXTE : On considère n urnes identiques, contenant chacune p boules numérotées de 1 à p. On en prend une de chaque et on regarde la variable aléatoire égale au plus grand des numéros tirés. C'est un exercice classique où l'obtention de la loi de X se fait bien par la fonction de répartition. Se pose ensuite le calcul de l'espérance qui se fait en manipulant des sommes (changement d'indice, relation de Chasles etc). Enfin, on cherche le comportement de cette espérance lorsque l'un des paramètres tend vers l'infini :
- à n fixé, on trouve que
- à p fixé, on peut par exemple utiliser un théorème de convergence de Riemann qui donne comme équivalent à cette espérance :
Naturellement, je me suis demandé ce qui se passait lorsque n = p et je trouve :
dont j'aimerais trouver un équivalent...



Godfrey
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Re: Equivalent de la somme des k**n

par Godfrey » 06 Juin 2025, 11:09

EDIT : J'ai cafouillé dans mes équivalents à la fin, il faut intervertir n et p

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SuperPoule
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Re: Equivalent de la somme des k**n

par SuperPoule » 06 Juin 2025, 14:58

Bonjour,
En notant ,
j'ai classiquement tenté une comparaison avec une intégrale, mais ça n'est pas assez précis, j'obtiens seulement qqch qui permet d'avoir l'intuition que avec .
Quelques simulations numériques confirment que .
Enfin (gros flemmard que je suis), j'ai fais une petite recherche sur internet et j'ai trouvé ça :
https://math.stackexchange.com/questions/164074/how-to-evaluate-lim-limits-n-to-infty-sum-limits-k-1n-fracknn

Godfrey
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Re: Equivalent de la somme des k**n

par Godfrey » 07 Juin 2025, 09:31

Bonjour,

Merci pour ta réponse et pour le lien. En effet, je présumais également une quantité en O(n^n) mais je n'arrivais pas à mieux l'estimer.

J'ai beaucoup apprécié la réponse utilisant le TCD, beaucoup plus élégante que la première, bien que moins précise.

 

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