la solution est la suivante:
le prisonnier 1 se rend à la boite 1 il ouvre la boite regarde le nombre k écrit sur le papier , se rend à la boite k etc ..
Il décrit donc l'orbite de 1 sous la permutation Il sera en sursis ssi il tombe sur 1 en au plus 49 itérations donc ssi l'orbite de 1 est de cardinal inférieur ou égal à 50
le prisonnier deux fera exactement la même chose il ira a la boite 2 etc
Les prisonniers seront saufs ssi toutes les orbites sont de cardinal =50.
pour k>50
on compte les permutations ayant un cycle de longueur k
comme il y a 100 prisonniers il n ' y a qu 'un tel cycle.
On choisit le cycle
n se donne un arrangement de k parmi 100 il ya
A(100,k) façons de le faire mais par invariance par rotation il ya
A(100,k) /k tels k cycles (principe des bergers) et ensuite on se donne une permutation qq des (100-k) autres éléments.
la proba qu' une permutation ait un cycle >50 est donc
sigma (k=51;100) de A(100,k)(100-k)!/(100!k) = sigma 1/k
en utilisant soit une somme de riemann soit le dv de la somme partielle de la
série harmonique cette quantité vaut ln2 (à qq centièmes cv en 1/n)
la proba cherchée est donc 1-ln2.