G1. Calcul des probabilités
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Zig constate que son ordinateur n’affiche plus le nombre π mais par bonheur la fonction ALEA() qui génère aléatoirement un nombre réel compris entre 0 et 1 marche encore.Il écrit alors un programme dans lequel il définit une variable Z égale à l’entier le plus proche du rapport de deux nombres réels X et Y choisis au hasard indépendamment l’un de l’autre grâce à la fonction ALEA(). Q1 Quelle est la probabilité que Z soit un entier pair ? Zig insère l’instruction qui donne Z dans une boucle qui comporte n = 10k itérations. Q2 Trouver la valeur minimale de k qui donne à Zig 99 chances sur 100 d’obtenir une estimation du nombre π avec les six premiers bons chiffres 3,14159.
Jean Moreau de Saint Martin, Michel Lafond, Patrick Gordon, Paul Voyer et Jacques Guitonneau ont résolu le problème en retrouvant la formule chère à Leibniz π/4 = 1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 ... La probabilité que Z soit un entier pair est égale à (5 - π) / 4 = 0,464601.. et avec 10 13 itérations Zig a plus de 99 chances sur 100 d'obtenir une estimation de π avec les 6 premiers chiffres exacts. Par ailleurs,sur son site Bienvenue en Mathématiques magiques,Thérèse Eveilleau a conçu une nouvelle animation pour simuler les itérations effectuées par Zig sur son ordinateur. Avec la magie du hasard et...de Leibniz, on observe les valeurs pas à pas de l'entier le plus proche des rapports X/Y et les estimations de π qui en découlent et s'améliorent avec un nombre croissant d'itérations.
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