تمارين - 2BACSEF

التانية باكالوريا العلوم التجريبية – خيار فرنسي


درس : Calcul de probabilités

Exercice 1 (S.R.2022)

Une urne contient trois boules blanches, quatre boules rouges et cinq boules vertes, indiscernables au toucher. On tire au hasard et simultanément trois boules de l’urne.

  1. On considère les événements suivants :

    • A : ” Obtenir exactement deux boules rouges”
    • B : “Obtenir exactement une boule verte”

    a) Montrer que p(A)=1255p(A)=\dfrac{12}{55} et p(B)=2144p(B)=\dfrac{21}{44}

    b) Calculer p(A/B)p(A / B): la probabilité de l’événement A sachant que l’événement B est réalisé. Les événements A et B sont-ils indépendants ?

  2. Soit la variable aléatoire X qui associe à chaque tirage le nombre de boules vertes tirées

    a) Déterminer la loi de probabilité de X

    b) Calculer la probabilité d’obtenir au moins deux boules vertes.

5V4R3B3boules(Cpn)

Calculons d’abord : Card(Ω)Card(\Omega)

🔵 Chaque tirage est une combinaison de 3 éléments parmi 12
Donc :

Card(Ω)=C123=12×11×103×2=220Card(\Omega) = C_{12}^3 = \frac{12 \times 11 \times 10}{3 \times 2} = 220

1/a/

  • Événement A : tirer R,R,RR, R, \overline{R}

    Card(A)=C42×C81=4×32×8=48Card(A) = C_4^2 \times C_8^1 = \frac{4 \times 3}{2} \times 8 = 48

    🔵

    p(A)=Card(A)Card(Ω)=48220=1255p(A) = \frac{Card(A)}{Card(\Omega)} = \frac{48}{220} = \frac{12}{55}
  • Événement B : tirer V,V,VV, \overline{V}, \overline{V}

    Card(B)=C51×C72=5×7×62=105Card(B) = C_5^1 \times C_7^2 = 5 \times \frac{7 \times 6}{2} = 105

    🔵

    p(B)=Card(B)Card(Ω)=105220=2144p(B) = \frac{Card(B)}{Card(\Omega)} = \frac{105}{220} = \frac{21}{44}

b.

  • On sait que :

    p(AB)=Card(AB)Card(B)p(A \mid B) = \frac{Card(A \cap B)}{Card(B)}
  • Intersection A ∩ B : tirer R,R,VR, R, V

    Card(AB)=C42×C51=4×32×5=30Card(A \cap B) = C_4^2 \times C_5^1 = \frac{4 \times 3}{2} \times 5 = 30

    🔵

    p(AB)=30105=27p(A \mid B) = \frac{30}{105} = \frac{2}{7}
  • Conclusion :
    Comme p(AB)p(A)p(A \mid B) \neq p(A), les événements A et B ne sont pas indépendants.


2/ X=\quad X = nombre de boules vertes tirées

a/ Loi de probabilité de XX

  • X=0X = 0 si on tire V,V,V\overline{V}, \overline{V}, \overline{V}

    🔵

    p(X=0)=C73Card(Ω)=35220=744p(X = 0) = \frac{C_7^3}{Card(\Omega)} = \frac{35}{220} = \frac{7}{44}
  • X=1X = 1 si on tire V,V,VV, \overline{V}, \overline{V}

    🔵

    p(X=1)=C51×C72220=105220=2144p(X = 1) = \frac{C_5^1 \times C_7^2}{220} = \frac{105}{220} = \frac{21}{44}
  • X=2X = 2 si on tire V,V,VV, V, \overline{V}

    🔵

    p(X=2)=C52×C71220=70220=722p(X = 2) = \frac{C_5^2 \times C_7^1}{220} = \frac{70}{220} = \frac{7}{22}
  • X=3X = 3 si on tire V,V,VV, V, V

    🔵

    p(X=3)=C53220=10220=122p(X = 3) = \frac{C_5^3}{220} = \frac{10}{220} = \frac{1}{22}

Tableau de loi de probabilité

xix_i 0 1 2 3
p(X=xi)p(X = x_i) 744\frac{7}{44} 2144\frac{21}{44} 722\frac{7}{22} 122\frac{1}{22}

📌 Jusqu’ici, la réponse à la question 2.a est terminée.
On va maintenant calculer E(X)E(X), V(X)V(X), et σ(X)\sigma(X) pour application du cours.


b/ Espérance E(X)E(X)

E(X)=xip(X=xi)=0744+12144+2722+3122=54E(X) = \sum x_i p(X = x_i) = 0 \cdot \frac{7}{44} + 1 \cdot \frac{21}{44} + 2 \cdot \frac{7}{22} + 3 \cdot \frac{1}{22} = \frac{5}{4}

c/ Variance V(X)V(X)

V(X)=E(X2)[E(X)]2V(X) = E(X^2) - [E(X)]^2
E(X2)=02744+122144+4722+9122=9544E(X^2) = 0^2 \cdot \frac{7}{44} + 1^2 \cdot \frac{21}{44} + 4 \cdot \frac{7}{22} + 9 \cdot \frac{1}{22} = \frac{95}{44}
V(X)=9544(54)2=105176V(X) = \frac{95}{44} - \left(\frac{5}{4}\right)^2 = \frac{105}{176}

d/ Écart-type σ(X)\sigma(X)

σ(X)=V(X)=105176\sigma(X) = \sqrt{V(X)} = \sqrt{\frac{105}{176}}

e/ Probabilité de l’événement C : « Obtenir au moins deux boules vertes »

C est réalisé si X=2X = 2 ou X=3X = 3

🔵

p(C)=p(X=2)+p(X=3)=722+122=822=411p(C) = p(X = 2) + p(X = 3) = \frac{7}{22} + \frac{1}{22} = \frac{8}{22} = \frac{4}{11}