Matrices, marche aléatoire

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Lilly45
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Matrices, marche aléatoire

par Lilly45 » 25 Avr 2014, 17:18

Bonjour à toutes et à tous, j'ai un petit soucis sur une question d'un exercice sur les matrices.
Voilà l'énoncé :
Une souris se déplace dans une cage comportant quatre compartiments numérotés de 1 à 4 comme le montre la figure ci-dessous.

    Lorsque la souris se trouve dans un compartiment ayant k portes (k prenant les valeurs 1,2 ou 3), elle choisit l'une des portes avec la probabilité 1/k.
    Elle change de compartiment à chaque étape, et ses choix sont indépendants des précédents.
    Au départ, la souris est dans le compartiment 1


    On note Xn la variable aléatoire égale à 1 (resp. à 2, à 3, à 4) si la souris est dans le compartiment n°1 (resp. 2, 3, 4), à la n-ième étape (avec n appartenant à N)
    On pose :
    An = (P(Xn=1) P(Xn=2) P(Xn=3) P(Xn=4))

    Sachant que A0 = (1 0 0 0), justifier que A5 = A0*M^5
    Il manque des donnés de l'énonce (figure) mais je demande pas évidemment de réponse toute rédigée, juste la démarche à suivre, des pistes. Je ne sais pas comment justifier que A5 = A0*M^5. J'ai pensé à un raisonnement par récurrence, mais ce n'est pas ce qui est demandé.
    Il est possible qu'on m'aide ? Merci d'avance :)



    Thomas Joseph
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    par Thomas Joseph » 25 Avr 2014, 17:59

    Un énoncé plus complet (avec la figure) permettrait de te donner des réponses numériques, notamment de construire la matrice M.
    L'idée c'est que, pour passer d'une étape A(n) de probabilité donnée à l'étape A(n+1) on multiplie par la matrice stochastique M. Donc pour passer de A0 à A5 on multiplie 5 fois par M.

    Lilly45
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    par Lilly45 » 25 Avr 2014, 18:33

    Thomas Joseph a écrit:Un énoncé plus complet (avec la figure) permettrait de te donner des réponses numériques, notamment de construire la matrice M.
    L'idée c'est que, pour passer d'une étape A(n) de probabilité donnée à l'étape A(n+1) on multiplie par la matrice stochastique M. Donc pour passer de A0 à A5 on multiplie 5 fois par M.


    Merci pour votre réponse.
    Ok ça j'ai bien compris, j'ai trouvé la matrice M et par ligne on trouve bien 1 donc elle est bonne.
    Mais en quoi avez vous justifié avec cette phrase que A5 =A0* M^5 ? n'avez vous pas seulement traduit l'égalité? Auparavant on me demande de justifier que An+1 = An*M j'ai pris une valeur de n et j'ai montré que ça marchait, est-ce ce qu'il faut faire?

    Thomas Joseph
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    par Thomas Joseph » 25 Avr 2014, 18:48

    Pour An+1=An*M, tu peux le prouver à l'aide de la formule des probabilités totales

    Ensuite pour A5, tu n'as qu'à utiliser 5 fois la propriétés ci-dessus.

    Lilly45
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    par Lilly45 » 25 Avr 2014, 18:53

    Thomas Joseph a écrit:Pour An+1=An*M, tu peux le prouver à l'aide de la formule des probabilités totales

    Ensuite pour A5, tu n'as qu'à utiliser 5 fois la propriétés ci-dessus.


    la formule des probabilités totales ? Comment procéder, j'ai jamais fait ça.
    Ok pour A5

    Thomas Joseph
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    par Thomas Joseph » 25 Avr 2014, 19:01

    P(Xn+1=1)=[P(Xn+1=1)sachant(Xn=1)]*P(Xn=1)+[P(Xn+1=1)sachant(Xn=2)]*P(Xn=2)+.....
    De la même manière tu écris
    P(Xn+1=2) ...
    P(Xn+1=3) ...
    P(Xn+1=4) ...

    Tu obtiens 4 égalités qui se traduisent aisément par le produit An*M

    Lilly45
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    par Lilly45 » 25 Avr 2014, 19:17

    Ok. On a jamais fait ça en cours, donc je le mettrais pas sur ma copie. Il doit y avoir une autre façon de justifier non ?

    Thomas Joseph
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    par Thomas Joseph » 25 Avr 2014, 19:25


    Lilly45
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    par Lilly45 » 25 Avr 2014, 22:24



    Merci beaucoup pour votre aide, bonne soirée ! :)

     

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