Dans mon précédant billet, je regardais combien de figurines Lego je devais acheter pour avoir toute la série, avec ma fille. Pour la série de 16, il fallait, en moyenne, acheter 54 sachets, à 3 euros pièces. Dans les commentaires, @Guillaume et @Gaelle me faisaient noter que les échanges, ça pouvait aider.

Bon, tout d’abord j’aime pas qu’on donne des conseils à mes filles pour avoir raison contre moi ! Parce que oui, c’est sûr qu’en s’y mettant à plusieurs, le coût individuel sera plus faible… Ensuite, parce que les maths me semblent plus compliqués…. Cela dit, en simulant des parties, ça tombe assez vite…

Pour commencer, je fais une petite fonction (histoire d’alléger mes codes) pour incrémenter mes comptages de figurines, à chaque fois que j’en achète une

> f=function(mat,i){
+   mat[i]=mat[i]+1
+   return(mat)
+ }

Ensuite, on peut avoir une petite fonction, correspondant à une simulation, qui me renvoie le nombre de figurine de chaque type que j’ai du acheter pour avoir les 16 une fois. Ou plus. En fait, je veux avoir en tout k fois toutes les figurines (ce qui permet de partager parmi k ami(e)s)

> tirage=function(k=1){
+ test=FALSE
+ cpte=0
+ M=rep(0,16)
+ while(!test){
+   no=sample(1:16,size=1)
+   M=f(M,no)
+   cpte=cpte+1
+   if(min(M)==k) test=TRUE
+ }
+ return(list(compte=M,
+             nbre=cpte))
+ }

Maintenant on peut faire des simulations. Par exemple, pour retrouver le fait qu’il faut, en moyenne, acheter 54 sachet pour que ma fille (seule) ait toutes les figurines

> N=unlist(lapply(1:10000,function(x) tirage(1)$nbre))
> mean(N)
[1] 54.1854

Si maintenant on le fait avec mes deux filles,

> N=unlist(lapply(1:10000,function(x) tirage(2)$nbre))
> mean(N)
[1] 82.7961

ce qui est (beaucoup) moins que le double. Si au lieux de faire ça entre mes deux filles, mais que ma fille collectionne les figurines avec une amie à elle (et que les papas partagent les frais), on a en moyenne 41 sachets à acheter, chacun,

> mean(N)/2
[1] 41.39805

et pour trois, on passe à 36 sachets

> N=unlist(lapply(1:10000,function(x) tirage(3)$nbre))
> mean(N)/3
[1] 36.04363

etc

> V=unlist(lapply(1:10,function(k) mean(unlist(lapply(1:10000,function(x) tirage(k)$nbre)))))
> plot(1:10,V/1:10,type="b",pch=19)

On peut aller plus loin, en regardant les quantiles. Avec 4 ami(e)s, si on achète tous 45 sachets, on a 90% de chances que tout le monde ait les 16 figurines

D’ailleurs, si on regarde l’évolution du quantile (à 90%) sur la moyenne, on voit qu’il baisse vite avec la taille…. Avec 2 ami(e)s, il faut 35% de sachets en plus pour s’assurer d’avoir toutes les figurines dans 90% de cas (par rapport au nombre moyen) alors qu’il en faut juste 20% de plus avec 8 ami(e)s.

Maintenant, si quelqu’un a le courage (et le temps) de faire les maths, je suis preneur !