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Roulette et martingale ​

Une roulette européenne compte 37 cases, dont 18 rouges. Un joueur mise sur le rouge : il double sa mise s'il gagne, la perd sinon. La martingale est la stratégie la plus célèbre du casino : miser 1 €, et doubler la mise après chaque perte, de sorte que la première victoire rembourse toutes les pertes et laisse 1 € de gain. À première vue, la stratégie gagne à tous les coups. Ce projet établit, par le calcul puis par la simulation, pourquoi elle ne gagne pas.

1. Lien avec le cours ​

Le projet mobilise le chapitre 1 : la loi de Bernoulli pour un pari, la loi géométrique pour l'attente de la première victoire, l'espérance et la variance pour juger une stratégie, et la simulation de Monte-Carlo pour vérifier chaque calcul.

2. Structure du code ​

Le cadre commun des projets s'applique : le modèle d'abord, une classe au gabarit de scipy.stats, puis la stratégie, une fonction séparée qui consomme le modèle.

python
class Roulette:
    """European roulette, bet on red: a Bernoulli law in disguise."""

    def __init__(self):
        self.p = 18 / 37

    def rvs(self, size, rng):
        """size spins: 1 if red (win), 0 otherwise."""
        ...


def martingale_evening(roulette, capital, max_bets, rng):
    """Final gain of one evening with the doubling strategy."""
    ...

Tests imposés. La fréquence de victoire de Roulette.rvs vaut 18/37 à quatre écarts-types près (gabarit test_mean), et l'invariant de la stratégie, un cycle de martingale achevé rapporte exactement +1 €, quel que soit le nombre de pertes qui précèdent.

3. Travail demandé ​

  1. Le pari simple. Modéliser un pari sur le rouge par une loi de Bernoulli. Donner son paramètre p, puis l'espérance du gain pour une mise de 1 €. Que vaut cette espérance par euro misé ? D'où vient le signe ?
  2. La martingale idéale. Un cycle de martingale se termine à la première victoire. Quelle loi suit le nombre de paris d'un cycle ? Vérifier que le gain d'un cycle complet vaut toujours +1 €. Calculer l'espérance de la mise totale engagée dans un cycle : où le piège se cache-t-il ?
  3. Capital fini. En pratique, le capital est borné et les tables ont une mise maximale. Calculer la probabilité de k pertes consécutives, puis le capital nécessaire pour survivre à ces k pertes. Pour un capital de 1000 €, combien de pertes consécutives sont fatales ?
  4. Simulation Monte-Carlo. Simuler M=100000 joueurs appliquant la martingale avec un capital initial fini, sur une soirée de 200 paris au plus. Tracer l'histogramme du gain final. Commenter sa forme : que dit-elle que l'espérance seule ne dit pas ?
  5. Confrontation. Comparer l'espérance empirique du gain à la prédiction analytique : la martingale change-t-elle l'espérance par euro misé ? Conclure en deux phrases sur ce qu'une stratégie de mise peut, et ne peut pas, changer.

4. Livrables ​

Le notebook reproductible des modalités communes, avec pour chaque étape le calcul analytique, sa vérification simulée, et une phrase de conclusion.