Probabilités
Christophe ROSSIGNOL
Année scolaire 2011/2012
Table des matières
1 Quelques rappels 2
1.1 Vocabulairedesévénements....................................... 2
1.2 Loideprobabilité............................................. 3
1.3 Probabilitédunévénement ....................................... 3
2 Probabilités conditionnelles 4
2.1 Unexemplepourcomprendre...................................... 4
2.2 DénitionsPropriétés ......................................... 5
2.3 Événementsindépendants ........................................ 6
Table des figures
1 Un exemple d’arbre à partir d’un tirage successif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Probabilités conditionnelles : utilisation d’un arbre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Liste des tableaux
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1
1 QUELQUES RAPPELS
1 Quelques rappels
1.1 Vocabulaire des événements
Activité : Activité 1 page 256 1[Roche-Barny]
Définitions :
L’ensemble des issues d’une expérience aléatoire est appelé univers.
Il sera généralement noté et les différentes issues (ou éventualités) seront notées e1,e2,. . . ,en.
On a donc Ω = {e1;e2;. . . ;en}.
Un événement est une partie de l’univers .
Un événement élémentaire est un événement qui ne contient qu’une seule des issues.
– L’événement impossible ne contient aucune éventualité. C’est l’ensemble vide .
– L’événement certain contient toutes les éventualités. Il est égal à l’univers .
Exemple : (tiré de l’activité 1 page 256[Roche-Barny])
Un sac de sucettes contient deux sucettes à la fraises, une sucette à la menthe et deux sucettes au caramel.
Yohann tire successivement deux sucettes dans le sac.
L’univers est représenté par l’arbre de la figure 1.
Figure 1 – Un exemple d’arbre à partir d’un tirage successif
Il contient 20 issues (ou éventualités) différentes.
L’événement {F1M}est élémentaire.
L’événement « Obtenir deux sucettes à la menthe » est impossible.
Des exemples d’événement :
A : « La première sucette est à la menthe »
B : « La deuxième sucette est au caramel »
1. Un peu de vocabulaire.
2
1 QUELQUES RAPPELS 1.2 Loi de probabilité
C : « La deuxième sucette est à la menthe. »
On a :
A ={MF1 ; MF2 ; MC1 ; MC2}
B ={F1C1 ; F2C1 ; MC1 ; C2C1 ; F1C2 ; F2C2 ; MC2 ; C1C2}
C ={F1M;F2M;C1M;C2M}
Définition : Soient A et B deux événements d’un univers .
L’événement ABest l’événement « A et B ».
L’événement ABest l’événement « A ou B ».
L’événement Aest l’événement « contraire de A » ou « non A ».
Deux événements A et B sont incompatibles s’ils ne peuvent pas se réaliser en même temps, c’est-à-dire
si A B=.
Exemple : On reprend les notations de l’exemple précédent.
– AB est l’événement « Obtenir une première sucette à la menthe et une deuxième sucette au caramel ».
AB={MC1 ; MC2}
Les événements A et B ne sont pas incompatibles.
A C=
Les événements A et C sont incompatibles.
– AB est l’événement « Obtenir une première sucette à la menthe et une deuxième sucette au caramel ».
AB={MF1 ; MF2 ; MC1 ; MC2 ; F1C1 ; F2C1 ; C2C1 ; F1C2 ; F2C2 ; C1C2}
A est l’événement « La première sucette n’est pas à la menthe. »
1.2 Loi de probabilité
Définitions :
Chaque événement élémentaire {ei}est affecté d’une probabilité, c’est-à-dire d’un nombre noté p(ei)
tel que :
0p(ei)1et p(e1) + p(e2) + · · · +p(en)=1
On appelle loi de probabilité la donnée des p(ei)vérifiant ces conditions.
Si tous les événements élémentaires ont la même probabilité, on dits qu’ils sont équiprobables, ou que
la loi de probabilité pest équiprobable (ou équirépartie).
Exemples :
1. On lance un dé à 6 faces non pipé. On obtient la loi de probabilité suivante :
ei1 2 3 4 5 6
p(ei)1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
Il s’agit d’une loi équiprobable (ou équirépartie).
2. L’expérience aléatoire de l’exemple du 1.1 est équiprobable et chacun des événements élémentaires à
une probabilité de 1
20 .
Remarque : Dans le cas de l’équiprobabilité, si l’univers comporte nissues, on a :
p(ei) = 1
n
1.3 Probabilité d’un événement
Activité : Activité 2 page 257 2[Roche-Barny]
Propriété :
La probabilité d’un événement Aest la somme des probabilités des événements élémentaires qui le com-
posent. On la note p(A).
On a donc 0p(A)1.
2. Probabilités d’un événement.
3
2 PROBABILITÉS CONDITIONNELLES
Remarques :
1. p(Ω) = 1 . L’ensemble est un événement certain.
2. p()=0. L’ensemble vide est un événement impossible.
3. Dans le cas de l’équiprobabilité, si l’univers comporte nissues, on a :
p(ei) = 1
net p(A) = nombre d’éléments de A
nombre d’éléments de =nbre de cas favorables
nbre de cas possibles
Propriété :
1. Si A et B sont deux événements :
p(AB) = p(A) + p(B)p(AB)et pA= 1 p(A)
2. Si les événements A et B sont incompatibles :
p(AB) = p(A) + p(B)
Exemple : On reprend les notations de l’exemple du 1.1
p(A) = 4
20 =1
5et pA= 1 p(A)=11
5=4
5.
p(B) = 8
20 =2
5et p(C) = 4
20 =1
5
p(AB) = 2
20 =1
10 et p(AB) = p(A) + p(B)p(AB) = 1
5+2
51
10 =2+41
10 =5
10 =1
2
Comme les événements A et C sont incompatibles, p(AC) = p(A) + p(C) = 1
5+1
5=2
5
Exercices : 1, 2 page 270 3– 4, 5 page 270 4– 7, 8 page 270 et 9 page 271 5[Roche-Barny]
2 Probabilités conditionnelles
2.1 Un exemple pour comprendre
Exemple : Pour fabriquer un objet, un artisan achète des pièces auprès de trois fournisseurs A1,A2et A3.
25 % des pièces proviennent de A1,40 % de A2et le reste de A3.
5% des pièces de A1ont un défaut, 10 % de celles de A2ont un défaut, de me que 0,1% de celle de A3.
On prend au hasard une de ces pièces.
Calculer la probabilité de l’événement D : « la pièce présente un défaut ».
L’univers est l’ensemble des pièces fabriquées par A1,A2et A3. On suppose qu’il comporte néléments.
On note Ail’événement : « la pièce provient du fournisseur Ai ».
On modélise la situation par un arbre (voir figure 2).
L’événement représenté par le chemin A1Dest l’événement « la pièce provient du fournisseur A1et présente
un défaut », c’est-à-dire A1D.
Cet événement comporte 0,25 ×0,05 ×nissues, on a donc :
p(A1D) = 0,25 ×0,05 ×n
n= 0,25 ×0,05 = p(A1)×pA1(D)=0,0125
Par suite, on a :
p(D) = p(A1D) + p(A2D) + p(A2D)
=p(A1)×pA1(D) + p(A2)×pA2(D) + p(A3)×pA3(D)
= 0,25 ×0,05 + 0,4×0,1+0,35 ×0,001 = 0,05285
3. Vrai-faux ; QCM.
4. Utilisation des formules.
5. Calcul de probabilités.
4
2 PROBABILITÉS CONDITIONNELLES 2.2 Définitions – Propriétés
Figure 2 – Probabilités conditionnelles : utilisation d’un arbre
2.2 Définitions – Propriétés
Définition : Soient Aet Bdeux événements d’un univers , avec p(A)6= 0.
La probabilité que Bse réalise sachant que Aest réalisé (ou, plus simplement, Bsachant A) est le nombre
noté pA(B)défini par :
pA(B) = p(AB)
p(A)
Remarques :
1. Dans le cas d’une loi équirépartie, on a :
pA(B) = nombre d’éléments de AB
nombre d’éléments de A
2. pA(B)représente la probabilité de l’événement Bdans l’univers A.
Propriété 1 : Soient Aet Bdeux événements, avec p(A)6= 0 et p(B)6= 0.
On a :
p(AB) = p(A)×pA(B) = p(B)×pB(A)
Remarque : Cette propriété découle directement de la définition. Elle permet de calculer la probabilité d’un
événement représenté par une chemin sur un arbre de probabilités (voir figure 2).
Propriété 2 : Soient A1,A2,. . . ,Annévénements deux-à-deux incompatibles et B=A1A2 · · · An.
Alors :
p(B) = p(A1) + p(A2) + · · · +p(An)
Remarque : Ce n’est qu’une généralisation de la propriété du 1.3 concernant les événements incompatibles.
Définition : Soient A1,A2,. . . ,Annévénements.
On dit que A1,A2,. . . ,Anforment une partition de l’univers si les événements A1,A2,. . . ,Ansont
deux-à-deux incompatibles et si Ω = A1A2 · · · An.
Conséquence : Formule des probabilités totales
Soit A1,A2,. . . ,Anune partition de l’univers et Bun événement. On a :
p(B) = p(BA1) + p(BA2) + · · · +p(BAn)
p(BAi) = p(Ai)×pAi(B)
Remarque : On utilise souvent cette formule à l’aide d’un arbre pondéré, en suivant les règles suivantes :
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