Calcul d’une probabilité

Bonjour
L’exercice est le suivant.

On choisit au hasard 3 réels entre 0 et 1. Quelle est la probabilité qu’ils soient les côtés d’un triangle.

J’ai trouvé la réponse : 1/2 mais sans explication. Je vous prie de m’aider à comprendre pourquoi.
Les 3 conditions : a< b+c et b<a+c et c<a+b ne m’ont pas fait trop avancer.
Merci.

Réponses

  • Comment est-ce que tu as trouvé $1/2$ sans explication ?
    Pour chercher, on peut par exemple se demander: si on tire au hasard deux longueurs $a$ et $b$, quelles sont les contraintes (géométriques) pour la longueur du troisième côté (penser al-Kashi).
  • Bonjour,
    Je me suis peut-être mal exprimée, j’ai trouvé la réponse écrite dans un document :1/2 sans que l’auteur explique pourquoi.
    Si j’ai bien compris, il faut calculer la probabilité pour que 0<a^2+b^2-2abcosC<1 , autrement dit p((a^2+b^2-1)/2ab<cosC< (a^2+b^2)/2ab)<1
    Mais je ne vois toujours pas comment .
    Merci de m’aider encore un peu plus.
  • Je continue : on a par ailleurs : cos C <=(a^2+b^2)/2ab est toujours vérifiée car a^2+b^2-2abcosC=(a-bcosC)^2+b^2sin^2(C) >=0
    Donc la probabilité demandée est p(cosC>=(a^2+b^2-1)/2ab) qui est 1/2 car il n’y a que deux cas pour cosC .
    Est ce que c’est ça ou bien je m’égare complètement ? Merci.
  • J'ai une piste, mais pas question de sinus ou cosinus dans cette piste.

    Au lieu de noter mes 3 nombres aléatoires a,b,c, je vais les noter z,x,y. Ce sera plus parlant.

    On choisit aléatoirement un nombre z, entre 0 et 1
    Il nous reste à choisir x et y, ou mieux, il nous reste à choisir un point (x,y) dans le carré [0,1][0,1].

    Essaie de faire un dessin.
    Par exemple, on a tiré aléatoirement z=0.3.
    Dans le carré [0,1][0,1], dessine les zones 'interdites' : les zones qui ne vérifient pas l'une des 3 relations $z \le x+y$, $x \le z+y$, $y\le z+x$

    Refas un 2ème dessin, avec une autre valeur de z ...

    Tu peux calculer facilement la surface des 3 zones en question...
    Puis ensuite faire la 'moyenne' (= l'intégrale) pour toute les valeurs possibles de z.
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • D'accord ! On peut y arriver de plusieurs façons. Avec ce qui est déjà écrit, ayant nos deux longueurs, il faut et suffit que la troisième satisfasse $c=\sqrt{a^{2}+b^{2}-2ab \cos \widehat{C}}$ pour un certain angle $\widehat{C}$ afin qu'un triangle avec ces trois longueurs existe (le cosinus est ici notre degré de liberté pour construire un triangle à partir de deux longueurs). Cette quantité prend ses valeurs entre $|a-b|$ et $a+b$: on cherche à calculer l'évènement $\Omega=\{(a,b,c) / (a,b) \in [0,1]^{2}, c \in [|a-b|, a+b]\}$ pour une loi produit uniforme sur $[0,1]$ pour $a,b,c$.
    Il reste alors à calculer l'intégrale peu agréable $\mathbb{P}(\Omega)=\iint_{0}^{1}\int_{0}^{1}1_{[|u-v|, u+v]}(w)dudvdw$. On peut l'écrire $\iint_{0}^{1}(\min(1, u+v)-|u-v|)dudv$ et calculer. Cela devrait faire $\frac{1}{2}$ !

    La méthode de lourrran est plus géométrique.

    PS: Je n'ai vraiment pas la fibre probabiliste, donc il se peut que quelqu'un vienne ici expliquer une méthode bien plus élégante (par exemple en conservant la symétrie du problème) et mieux rédigée.
  • Si $A,B,C$ sont trois va independantes uniformes dans [0,1] le triangle de cotes $A,B,C$ n'existe pas si et seulement si un des trois evenements disjoints suivants se produit :
    $$\{B+C<A\},\ \{A+C<B\},\ \{A+B<C\}.$$ La densite de $B+C$ est $x$ si $0<x<1$ et $1-x$ si $1<x<2.$ Donc $$\Pr(B+C<A)=\mathbb{E}(\Pr(B+C<A|A))=\mathbb{E}(A^2/2)=\int_0^1(a^2/2)da=1/6.$$ D'ou le 1/2.
  • Merci d'avoir répondu P., c'est bien plus efficace (et en plus, cela reprend le message de départ de Sara1993) (tu)
  • Un très grand merci .
    C’est bien clair pour moi maintenant.
  • Autre approche. La probabilité demandée est le volume du domaine $D$ défini dans un repère orthonormal par :
    $D=\{(x,y,z) \in \mathbb R^3~ |~0\le x \le 1, ~0\le y \le 1,~ 0\le z \le 1,~ x \le y+z,~ y \le z+x,~ z\le x+y \}$.
    Soient les points $O(0,0,0),~A(0,1,1),~B(1,0,1),~C(1,1,0),~E(1,1,1)$.
    Le domaine $D$ est la réunion des tétraèdres $OABC$ (qui est régulier) et $ABCE$ (qui est trirectangle en $E$).
    Le volume de $OABC$ est $ \frac13$ et le volume de $ABCE$ est $\frac 16$.
    Bonne journée d'été indien.
    Fr. Ch.
  • Merci beaucoup, approche bien intéressante .
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.