Devoir non surveillé no 3

Je voudrais deux piles

On lance un certain nombre de fois une pièce équilibrée et on note à chaque fois si elle retombe sur pile ou face. Les lancers sont supposés indépendants. Pour tout nN, on définit les évènements suivants :

  1. Calculer la probabilité des évènements A1, B1, A2 et B2.
  2. Pour tout nN, exprimer la probabilité de An+1 et celle de Bn+1 en fonction de celles de An et Bn.
  3. En posant, M = [ [ 1/2 ; 1/2] [ 1/2 ; 0] ] et pour tout nN, Xn = [ [ P(An)] [ P(Bn)] ], montrer que pour tout nN, Xn+1 = MXn.
  4. Déterminer deux réels a et b tels que M2 = aM + bI2.
  5. Déterminer les racines λ et μ du trinôme x2axb.
  6. Déterminer deux vecteurs colonnes non nuls satisfaisant les équations MY = λY et MZ = μZ.
  7. En notant Y = [ [ y1] [ y2] ] et Z = [ [ z1] [ z2] ], vérifier que la matrice P = [ [ y1 ; z1] [ y2 ; z2] ] est inversible et calculer son inverse.
  8. Calculer D = P−1MP et exprimer les coefficients de Dn pour tout entier n ≥ 0.
  9. Montrer que pour tout entier n ≥ 1 on a Xn = PDn−1P−1X1.
  10. En déduire l’expression des probabilités P(An) et P(Bn) pour tout entier n ≥ 0 en précisant leurs limites lorsque n tend vers +∞.