La meilleure méthode que j'ai trouvée pour simuler avec une pièce un tirage au sort parmis k entrées équiprobables est la suivante. Je suppose au départ que j'ai à ma disposition un tirage aléatoire parmis l entrées équiprobables pour une certaine valeur de l (je précise plus tard le vrai rôle de ce nombre; au tout début, comme je n'ai rien fait, j'ai l = 1). Je tire alors la pièce n fois jusqu'à ce que :
k <= l * 2^n
J'interprète les k premières parmis les l * 2^n issues équiprobables possibles comme les k entrées parmis lesquelles j'avais à tirer. Je vois le cas où je n'ai pas réussi à obtenir une de ces issues comme un tirage aléatoire parmis les l * 2^n - k =: l' issues restantes possibles et je recommence la procédure avec ce tirage parmis l' issues équiprobables comme point de départ. C'est ce mécanisme qui me permet d'économiser des lancers de pièce en recyclant l'information inutilisée dans le cas où je dois recommencer mon tirage parce que je suis tombé sur un résultat qui ne correspond pas à une de mes entrées à départager.
Par exemple, dans le cas où je dois choisir une carte parmis 5, je commence par lancer trois pièce pour avoir 8 issues équiprobables possibles. Les 5 premières correspondent à mes 5 cartes, mais dans le cas où j'échoue à ce moment-là, je considère que j'ai tiré au sort parmis les 3 issues équiprobables qui me donnaient un échec. Je tire alors une nouvelle pièce pour avoir 6 issues équiprobables possibles, les 5 premières correspondent à nouveau à mes 5 cartes et si je tombe sur la dernière, ben je n'ai pas de chance puisqu'il ne me reste plus aucune information utile dans ce cas (un seul tirage de mes 4 pièces a pu me faire échouer à ce stade) et je suis bon pour tout recommencer à zéro. J'ai donc 5 chances sur 8 d'avoir mon résultat au troisième lancer (ça, c'est exactement ta méthode), 5 chances sur 16 de l'avoir au 4e (j'ai 15 chances sur 16 d'avoir terminé au 4e lancer ou avant, ce qui améliore la méthode ue j'avais présenté dans mon précédent message) et j'ai 1 chance sur 16 d'avoir à tout refaire. Ce qui me donne une espérance de 3,6 lancers de pièce avec cette méthode pour choisir parmis 5 cartes.
Je ne sais pas si l'on peut donner une formule générale pour calculer l'espérance du nombre de lancers de pièces via cette méthode en fonction du nombre k de cartes parmis lesquelles je tire. Ca ne m'étonnerait pas que ce calcul soit possible, mais ça ne doit probablement pas être faisable via la définition en calculant pour chaque n la probabilité de faire exactement n lancers. Je pense que ceci n'est faisable qu'au cas par cas. Ce qu'on peut dire de cette espérance, c'est qu'elle est supérieure à log(k) (c'est le nombre de lancers minimal pour avoir plus de k issues équiprobable différentes, donc on fera toujours au moins ce nombre de lancers quoi qu'il se passe) et inférieure à 2*log(k) (ça, c'est l'estimation pessimiste de l'espérance qu'on obtient avec ta méthode). Mmh, du coup, on peut espérer gagner jusqu'à un facteur 2 sur l'espérance du nombre de lancers, mais pas plus.
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