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2nde · Chapitre 10 · Probabilités et statistiques

Probabilités

30 exercices corrigés

1 Modéliser une expérience aléatoire

Vocabulaire
  • l'univers \(\Omega\) est l'ensemble des issues possibles d'une expérience aléatoire ;
  • un événement est une partie de \(\Omega\) ;
  • définir une loi de probabilité, c'est associer à chaque issue un nombre positif, de sorte que la somme de ces nombres vaille \(1\).
À retenir

La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des issues qui le réalisent. En situation d'équiprobabilité : \[P(A) = \frac{\text{nombre d'issues favorables à } A}{\text{nombre d'issues de } \Omega}\]

2 Opérations sur les événements

Vocabulaire
  • \(\overline{A}\) (« non \(A\) ») est l'événement contraire de \(A\) ;
  • \(A \cap B\) (« \(A\) et \(B\) ») est réalisé quand \(A\) et \(B\) le sont tous les deux ;
  • \(A \cup B\) (« \(A\) ou \(B\) ») est réalisé quand l'un au moins des deux l'est ;
  • \(A\) et \(B\) sont incompatibles si \(A \cap B = \varnothing\).
Propriétés

\[P(\overline{A}) = 1 - P(A) \qquad P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\]

Exemple

(dé équilibré) : \(A\) = « pair » \(= \{2 ; 4 ; 6\}\), \(B\) = « au moins 4 » \(= \{4 ; 5 ; 6\}\). \(A \cap B = \{4 ; 6\}\), donc \(P(A \cup B) = \dfrac{3}{6} + \dfrac{3}{6} - \dfrac{2}{6} = \dfrac{4}{6} = \dfrac{2}{3}\).

3 Probabilités conditionnelles

Définition

Si \(P(A) \ne 0\), la probabilité de \(B\) sachant \(A\) est \[P_A(B) = \frac{P(A \cap B)}{P(A)}\] C'est la probabilité que \(B\) se réalise, quand on sait que \(A\) est réalisé.

Avec un tableau croisé

On choisit un élève au hasard parmi \(100\) filles et \(100\) garçons ; \(30\) filles et \(50\) garçons sont internes. Si \(F\) = « fille » et \(I\) = « interne », \(P_F(I) = \dfrac{30}{100} = 0{,}3\) (on ne regarde que la ligne des filles).

4 Arbres pondérés

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 élève vient en bus (B) avec la probabilité 0,7, sinon à vélo (V). Il est en retard (R) avec la probabilité 0,1 s'il prend le bus, 0,05 s'il vient à vélo.
Règles de l'arbre pondéré
  • sur les branches du 1er niveau, on écrit \(P(B)\) et \(P(V)\) ; sur celles du 2e niveau, les probabilités conditionnelles (\(P_B(R)\), etc.) ;
  • la somme des probabilités issues d'un même nœud vaut \(1\) ;
  • la probabilité d'un chemin est le produit des probabilités rencontrées : \(P(B \cap R) = P(B) \times P_B(R) = 0{,}7 \times 0{,}1 = 0{,}07\) ;
  • la probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins qui y mènent : \(P(R) = 0{,}07 + 0{,}015 = 0{,}085\).
Pour aller plus loin

Contenu facultatif, non exigible.

En 1re, tu étudieras l'indépendance de deux événements et la formule des probabilités totales ; en terminale, le dénombrement (combinaisons).


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