تمارين - 2BACSEF

التانية باكالوريا العلوم التجريبية – خيار فرنسي


درس : Calcul de probabilités

Exercice 4 (S.O.2018)

Une urne contient 9 boules indiscernables au toucher :

  • 5 boules rouges numérotées : 1, 1, 2, 2, 2
  • 4 boules blanches numérotées : 1, 2, 2, 2

On effectue un tirage simultané de 3 boules.

Soient les événements :

  • A : “les trois boules tirées sont de même couleur”
  • B : “les trois boules tirées portent le même nombre”
  • C : “les trois boules tirées sont de même couleur et portent le même nombre”
  1. Montrer que p(A)=16p(A) = \dfrac{1}{6}, p(B)=14p(B) = \dfrac{1}{4}, et p(C)=142p(C) = \dfrac{1}{42}
  2. On répète cette expérience trois fois avec remise, et on définit une variable aléatoire XX égale au nombre de fois où l’événement A se réalise. a. Déterminer la loi de probabilité suivie par XX.
    b. Montrer que p(X=1)=2572p(X=1) = \dfrac{25}{72} et calculer p(X=2)p(X=2)

4B5R3boules(Cpn)

🔵 Chaque tirage est une combinaison de 3 éléments parmi 9
Donc :

Card(Ω)=C93=9×8×73×2=84Card(\Omega) = C_{9}^3 = \frac{9 \times 8 \times 7}{3 \times 2} = 84

1/

a/

Probabilité de A : “3 boules de même couleur” donc {R,R,R}\left\{R,R,R\right\} ou {B,B,B}\left\{B,B,B\right\}

CardA=C53+C43=14Card A= C_{5}^3+C_{4}^3=14
p(A)=CardACardΩ=1484=16p(A)=\dfrac{Card A}{Card\Omega}=\dfrac{14}{84}=\boxed{\frac{1}{6}}

Probabilité de B :

B : “3 boules portant le même nombre” donc {1,1,1}\left\{1,1,1\right\} ou {2,2,2}\left\{2,2,2\right\}

CardB=C33+C63=1+6×5×43×2=21Card B= C_{3}^3+C_{6}^3=1+\frac{6\times5\times4}{3\times2}=21
p(B)=CardBCardΩ=2184=14p(B)=\dfrac{Card B}{Card\Omega}=\dfrac{21}{84}=\boxed{\frac{1}{4}}

Probabilité de C :

C : “3 boules de même couleur et même nombre”

Deux cas possibles :

  • Trois boules rouges portant le même nombre :
    → il y a trois boules rouges portant le nombre 2
    → une seule combinaison : C33=1C_3^3 = 1
  • Trois boules blanches portant le même nombre :
    → trois boules blanches portant le nombre 2 → C33=1C_3^3 = 1
CardC=2Card C =2
p(C)=284=142p(C)=\dfrac{2}{84}=\boxed{\frac{1}{42}}

2/ Expérience répétée 3 fois avec remise – variable XX

a/ Loi de XX

La variable XX compte le nombre de fois où A se réalise sur 3 répétitions.

Chaque répétition est indépendante, avec même probabilité p=p(A)=16p = p(A) = \frac{1}{6}

La variable XX, suit une loi binomiale de paramètres : n=3n=3 et p=16p = \frac{1}{6}

Donc XB(n=3,p=16)X \sim \mathcal{B}(n=3, p=\frac{1}{6})


b/ Calcul de p(X=1)p(X = 1) et p(X=2)p(X = 2)

Formule de la loi binomiale :

p(X=k)=C3k(16)k(116)3kp(X = k) = C_3^k \left(\frac{1}{6}\right)^k \left(1 - \frac{1}{6}\right)^{3 - k}
  • Pour X=1X = 1 :

    p(X=1)=C3116(56)2=75216=2572\begin{align*} p(X = 1) &= C_{3}^{1} \cdot \frac{1}{6} \cdot \left(\frac{5}{6}\right)^2\\ &= \frac{75}{216} = \boxed{\frac{25}{72}} \end{align*}
  • Pour X=2X = 2 :

    p(X=2)=C32(16)256=15216=572\begin{align*} p(X = 2) &= C_3^2 \cdot \left(\frac{1}{6}\right)^2 \cdot \frac{5}{6}\\ &= \frac{15}{216} = \boxed{\frac{5}{72}} \end{align*}