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4e · Chapitre 14 · Données et probabilités

Probabilités

30 exercices corrigés

1 Vocabulaire

Vocabulaire
  • une expérience aléatoire a plusieurs résultats possibles, qu'on ne peut pas prévoir à l'avance (lancer un dé, tirer une carte…) ;
  • ces résultats sont les issues ;
  • un événement est un ensemble d'issues (« obtenir un nombre pair » est réalisé par les issues \(2\), \(4\), \(6\)) ;
  • un événement certain est toujours réalisé, un événement impossible ne l'est jamais.

2 Calculer une probabilité

À retenir

Une probabilité est un nombre entre \(0\) et \(1\). Quand toutes les issues ont la même chance (équiprobabilité) : \[P(A) = \frac{\text{nombre d'issues favorables à } A}{\text{nombre total d'issues}}\]

Exemple

(dé équilibré) : \(P(\text{pair}) = \dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2}\) ; \(P(\text{plus grand que } 4) = \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3}\).

Événement contraire

L'événement « non \(A\) », noté \(\overline{A}\), est réalisé quand \(A\) ne l'est pas. \[P(\overline{A}) = 1 - P(A)\] Exemple : \(P(\text{ne pas faire } 6) = 1 - \dfrac{1}{6} = \dfrac{5}{6}\).

3 « \(A\) et \(B\) », « \(A\) ou \(B\) »

Avec un dé, on note \(A\) : « obtenir un nombre pair » (\(2, 4, 6\)) et \(B\) : « obtenir un multiple de \(3\) » (\(3, 6\)).

  • « \(A\) et \(B\) » est réalisé par les issues qui sont dans les deux : \(6\). Probabilité \(\dfrac{1}{6}\).
  • « \(A\) ou \(B\) » est réalisé par les issues qui sont dans l'un au moins : \(2, 3, 4, 6\). Probabilité \(\dfrac{4}{6} = \dfrac{2}{3}\).
Attention

\(P(A \text{ ou } B)\) n'est pas forcément \(P(A) + P(B)\) : ici \(\dfrac{3}{6} + \dfrac{2}{6} = \dfrac{5}{6}\), car on aurait compté l'issue \(6\) deux fois. Le plus sûr est de lister les issues.

Événements incompatibles

\(A\) et \(B\) sont incompatibles s'ils ne peuvent pas se réaliser en même temps. Dans ce cas seulement, \(P(A \text{ ou } B) = P(A) + P(B)\).

4 Expériences à deux épreuves

Quand une expérience se fait en deux étapes, on représente toutes les issues avec un tableau à double entrée ou un arbre.

Tableau

On lance deux dés ; il y a \(6 \times 6 = 36\) issues équiprobables. La somme \(7\) est obtenue \(6\) fois : \((1;6)\), \((2;5)\), \((3;4)\), \((4;3)\), \((5;2)\), \((6;1)\). Donc \(P(\text{somme} = 7) = \dfrac{6}{36} = \dfrac{1}{6}\).

3/5 R 3/5 R RR : 9/25 2/5 B RB : 6/25 2/5 B 3/5 R BR : 6/25 2/5 B BB : 4/25 1er tirage 2e tirage
Un sac contient 3 boules rouges et 2 bleues. On tire une boule, on la remet, puis on en tire une autre.
Avec un arbre
  • la probabilité d'un chemin est le produit des probabilités rencontrées sur ce chemin : \(P(RR) = \dfrac{3}{5} \times \dfrac{3}{5} = \dfrac{9}{25}\) ;
  • la probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins qui le réalisent : \(P(\text{même couleur}) = \dfrac{9}{25} + \dfrac{4}{25} = \dfrac{13}{25}\).

5 Fréquence et probabilité

Si on répète une expérience un grand nombre de fois, la fréquence d'un événement se rapproche de sa probabilité. On peut ainsi estimer une probabilité inconnue grâce à une simulation (tableur, Scratch…).


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