Aller au contenu
1ère · Chapitre 9 · Probabilités et statistiques

Probabilités conditionnelles

30 exercices corrigés

1 Probabilité conditionnelle

Définition

Soit \(A\) un événement de probabilité non nulle. La probabilité de \(B\) sachant \(A\) est \[P_A(B) = \frac{P(A \cap B)}{P(A)}\] On la note aussi \(P(B \mid A)\). C'est la probabilité de \(B\) quand on se restreint aux issues qui réalisent \(A\).

Formule des probabilités composées

\(P(A \cap B) = P(A) \times P_A(B)\).

Avec un tableau croisé

Sur \(200\) personnes, \(120\) sont vaccinées dont \(6\) malades, \(80\) non vaccinées dont \(16\) malades. Si \(V\) = « vacciné » et \(M\) = « malade », \(P_V(M) = \dfrac{6}{120} = 0{,}05\) et \(P_{\overline{V}}(M) = \dfrac{16}{80} = 0{,}2\).

2 Arbres pondérés et probabilités totales

0,7 B 0,1 R P(B ∩ R) = 0,07 0,9 R̄ P(B ∩ R̄) = 0,63 0,3 V 0,05 R P(V ∩ R) = 0,015 0,95 R̄ P(V ∩ R̄) = 0,285 P(B) et P(V) probabilités conditionnelles
Un arbre pondéré : probabilités au premier niveau, probabilités conditionnelles au second.
Règles

Sur les branches du second niveau, on écrit des probabilités conditionnelles ; la somme des probabilités issues d'un nœud vaut \(1\) ; la probabilité d'un chemin est le produit des probabilités rencontrées.

Formule des probabilités totales

Si \(A_1, \ldots, A_n\) forment une partition de l'univers (deux à deux incompatibles, de réunion \(\Omega\)), alors \[P(B) = P(A_1 \cap B) + \cdots + P(A_n \cap B) = P(A_1)P_{A_1}(B) + \cdots + P(A_n)P_{A_n}(B)\] En particulier : \(P(B) = P(A)P_A(B) + P(\overline{A})P_{\overline{A}}(B)\).

Méthode — « inverser » un conditionnement

Pour calculer \(P_B(A)\) à partir de l'arbre, on calcule \(P(A \cap B)\) (un chemin) et \(P(B)\) (probabilités totales), puis \(P_B(A) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}\).

Attention

\(P_A(B)\) et \(P_B(A)\) sont en général très différentes. Un test médical fiable peut donner beaucoup de « faux positifs » si la maladie est rare.

3 Indépendance

Définition

Deux événements \(A\) et \(B\) sont indépendants si \(P(A \cap B) = P(A) \times P(B)\). Si \(P(A) \ne 0\), cela revient à \(P_A(B) = P(B)\) : savoir que \(A\) est réalisé ne change pas la probabilité de \(B\).

Propriété

Si \(A\) et \(B\) sont indépendants, alors \(\overline{A}\) et \(B\) le sont aussi.

Ne pas confondre

« incompatibles » signifie \(A \cap B = \varnothing\) ; « indépendants » signifie \(P(A \cap B) = P(A)P(B)\).

Succession d'épreuves indépendantes

Quand on répète une expérience dans les mêmes conditions (tirages avec remise, lancers successifs…), on multiplie les probabilités le long des branches. Pour une épreuve de Bernoulli (succès de probabilité \(p\)) répétée \(2\), \(3\) ou \(4\) fois, on peut ainsi calculer la probabilité de chaque nombre de succès avec un arbre.

Pour aller plus loin

Contenu facultatif, non exigible.

En terminale, la loi binomiale et les coefficients binomiaux permettront de traiter un nombre quelconque de répétitions.


Tu as lu le cours ?Voir la fiche mémo →