Un lancer de pièce peut être représenté par un segment unité du quadrillage ci-dessous, dirigé toujours dans le sens des coordonnées croissantes : par exemple, Pile correspond à un vecteur unité parallèle à
et Face à un vecteur unité parallèle à
. Dans ces conditions, une partie quelconque sera représentée par un chemin d’origine
, terminé en un certain point
, et tel qu’on se déplace toujours dans le sens positif des axes.

Si
sont les coordonnées de l’extrémité
,
est le nombre de coup de la partie,
le nombre de coups gagnés, et
le nombre de coups perdus.
Le nombre de chemin possibles entre
et
, qui n’est autre que le nombre de parties possibles, qui se terminent avec
coups gagnés et
coups perdus, est :
.
A tout chemin, qui coupe
en un certain point
, correspond le chemin obtenu en remplaçant la portion qui joint
à
par sa figure symétrique par rapport à
. Si le premier chemin débute par
, le deuxième débute par
. Il existe donc autant de chemins qui rencontrent
en passant par
que de chemins qui rencontrent
en passant par
, or si
est au-dessous de
, tout chemin qui commence par
coupe nécessairement
avant d’atteindre
.
Le nombre de chemins joignant
à
est donc
et le nombre de chemins qui vont de
vers
sans rencontrer
est
.
La probabilité pour qu’un joueur ayant gagné une partie par
coups gagnés et
coups perdus ait été constamment en tête sera donc
.
Le point précédent peut être reformulé ainsi : Deux candidats A et B ont obtenu respectivement
et
voix (m
n). La probabilité pour que, pendant le dépouillement, A ait eu constamment la majorité est
.
Etudions maintenant les parties nulles.
L’extrémité M, de coordonnées (
) est sur (OA) et le nombre de chemins possibles est :
; Cherchons alors le nombre de chemins qui ne rencontrent pas (OA) entre leurs deux extrémités O et M. Autrement dit , si deux joueurs conviennent de s’arrêter de jouer dès que se produit l’égalité, combien de parties distinctes se terminent au
coup ?
Le chemin doit rester d’un même côté de (OA). Si c’est au dessous, le
coup conduit au point M’ de coordonnées (
) et les chemins cherchés sont donc ceux qui aboutissent en M’ sans rencontrer (OA).
a) Exprimer en fonction de
le nombre de chemins joignant O à M sans rencontrer (OA).
b) En déduire la probabilité pour qu’une partie dure
coups, si l’on a décidé de s’arrêter dès la première égalité.
c)Si nous convenons d’arrêter le jeu dès que se produit la première égalité, quelle semble être la durée moyenne de la partie?