Exercice 1 Partie A Onconside`redansM3(R) les 3 matrices suivantes: 01 0 0 1 00 11 1 1 0 0 M= 10 0,P= 01−1 etD= 2 2 1 1 1 21−2 0 0 0− 2 −1 1. MontrerquePetmrdte´niretinvesbleeersiP(ntsurlacopie).acseluclugfisorerustosdleta´esdil 2. −1−1 (a)Ve´rifierque:PP M=Diude´dnetereMen fonction deP,DetP. n (b)De´terminerDpour tout entier naturelnnon nul. n−1 (c) Enexpliquant le raisonnement suivi, exprimerMen fonction deP,DetPpour tout entier naturel nnon nul. (d) Etablirque pour tout entier n non nul: n nn n 1 11 1 +−− −0 2 22 2 n nn n 1 11 11 n M=− −+−0 2 22 22 n n 1 1 2−2 2−2 2 2 2 Partie B Un tourniquet comprend 3 casesA,BetC. Au cours des instants successifs 0,1,2,3, . . . ,ncalpeesul´eed.,u..bone surletourniquetdelamani`eresuivante: – Al’instant 0, la boule est en A. –Sia`l’instantnla boule est enAattni’sn`,lan+ 1elle est enBou enC´eecipqubarolibi´t.eva –Si`al’instantnla boule est enBsni’la`,tnatnelle est en+ 1Aou enCt´e.avuqpicee´ibilorab –Si`al’instantnla boule est enCnttanslai’ts`eyeere,lln+ 1. Pournedno,lerutanreitnar:´esignep –Anlanssecaeeuldastl’ne”talobe´´vnemeAtnatla`sni’n” –Bnesavee´l´’tnl”enemleesabouslactdanB’la`tnatsnin” –Cn´el’enemenv´”taloblueetsadsnlacaseCtn`al’instan” an et l’on notean=P(An), bn=P(Bn), cn=P(Cn) etXn=bn cn 1. (a)Donnerlesprobabilite´s:P(A0),P(B0),P(C0). (b) CalculerP(A1),P(B1),P(C1fierque)etv´eriP(A1) +P(B1) +P(C1) = 1. 2. Danscette questionnest un entier naturel non nul. (a)Donnerles9probabilite´ssuivante: –P(An+1/An), P(Bn+1/Bn),etP(Cn+1/Cn);
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–P(Bn+1/An) etP(Cn+1/An); –P(An+1/Bn) etP(Cn+1/Bn); –P(An+1/Cn) etP(Bn+1/Cn) (b)Al’aidedelaformuledesprobabilite´stotales,exprimerlesprobabilite´san+1,bn+1etcn+1en fonction desprobabilit´esan,bnetcn. (c)End´eduireque:Xn+1=M.Xn,Mamatantldelariceisngde´partie A. 3. n (a)Montrerparr´ecurrenceque:pourtoutentiernatureln,Xn=M .X0. (b)Ende´duirepourtoutentiernaturellesexpressionsdean,bnetcnen fonction denetuqefiire´vre an+bn+cn= 1. 4. SoitTunombrede´egaleamenest´ndee´lpcaavlae´lriotairaaelbriasseceuqruopseleouabelneigteatCpour lapremie`refois. kd´nantesignenureitutannlernuonl. (a)V´erifierque:(T=k) = (Ak−1∩Ck)∪(Bk−1∩Ck). (b) ExprimerP(T=k) en fonction deknnoctıˆaalerdiole.ReT. DonnerE(T).
Exercice 2 Partie A x Soitflafonctionnume´riquede´finiesur[1,+∞:[ parf(x) =. x−lnx Ond´esigneparCvetideesr´taenuobrrepelcafdan.ere`lpudusnapern 1. (a)D´eterminerlalimitedefen +∞. (b)Ende´duirelanaturedelabrancheinfiniedeCen +∞. 2. (a)R´esoudredans[1,+∞uation:1l[i’´nqe−lnx>0. 0 (b)Ende´duirequef(x) s’annule et change de signe enx=e. (c) Donnerle tableau de variation def. 3.Donnerlese´quationsdestangentes`alacourbeCaux points d’abscisses 1 ete. 4. ConstruireCtesalbsetosemytpntue´evedansllesre`pernuonohtroee´ermqraueramtnsenaegsestiqueains e d’unite´3cm.Onprendra:e'2,7,'1,6. e−1 Partie B Soita1.dquenuee´rrtslteicntmeusplangr SoitTunevariableale´atoire`avaleursdansN\{0}r:apeinfie´dioled k−1 lna pourkentier naturel non nul,P(T=k) =p.o`,upitostpene.ivellee´remetcirtssnoctnatseenut a n.urel´edueenisngnrtatnei 1. n lnalnalna (a)Rappelerlesignedeetcomparerler´eelaunombre1.End´eduirelim. n→+∞ a aa
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n n P1−x n−1k−1 (b)Pourtoutr´eelx,1´dtnede´erdffi1+r(peopelevx+∙ ∙ ∙+x)(1−xndeet´ede)riu:euqx= . 1−x k=1 k−1 n Plna 2. OnposeSn= . a k=1 lna (a) ExprimerSnen fonction den.et de a (b)End´eduireque:limSn=f(a`ufe),oontiefid´lastncfoadeinlsnapartie A. n→+∞ 3. lna (a) Montreralors que la loi deTr:ouepniefid´enbietsp= 1−. a (b)reconnaıˆtrelaloideTet donnerE(T).
Exercice 3 Partie A Ond´esigneparXavarldeeer´dunh(ee”vi´laelbai”eriotaeilm´enager.ueer)s’dnupaaper On suppose queXionenrdt´siafelctonemdauoptfar:niepd´efi −0,002x 0,002esix>0 f(x) = 0 six >0 1.ReconnaıˆtrelaloideX. DonnerE(X) etV(Xetmrnire)D.e´editranoitdeonepr´folatincX. 2. (a)Calculerlaprobabilite´pourqu’unappareilfonctionneaumoins800heures. (b)Calculerlaprobabilit´epourqu’unappareilfonctionnemoinsde900heuressachantqu’ilafonctionne´ au moins 800 heures. 8 1 − '0,202− 1 On rappelle que 0,:002 =et on prendrae5 ;e5'0,819 500 PartieB Letauxdepannesd’unecentrifugeusee´tanttrop´elev´e,sonfabricantde´cidederappelerles10000unite´sde´j`a venduesenFranceendiffusantuncommunique´danslapresse. Onestime`a0,ainniosss.re’lnueea`noecedcssoitusesurn´retocedeecseirtnegufu’eqequnlcuequonl1paorabibil´t Lesretourssontinde´pendantslesunsdesautres. SoitZlavariableale´atoire´egaleaunombredecentrifugeusesretourne´esdanstoutelaFrance. 1. Reconnaˆıtrela loi deZ. DonnerE(Z),V(Z). 2. (a) Justifierque l’on peut approcher la loi deZpar une loi normale (m,σspa-rale)´dnotnodenimrete rame`tres. Tous les calculs suivants seront faits avec cette approximation et l’on ne tiendra pas compte de la correctiondecontinuit´e. Onde´signeparΦlafonctionder´epartitiondelaloinormaleN(0,1). (b) Rappelerpour toutxuelavall(Φedreer´x) + Φ(−x). (c) ExprimerP(9706Z61030) en fonction de Φ(1). (d)D´eterminerleplusgrandentierMtel queP(Z>M)>0,9772. Extraitdelatablenormalecentre´er´eduite:Φ(1)=0.8413. . .; Φ(2) = 0.9772. . .