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Probabilités conditionnelles & variables aléatoires

Des dés, des urnes, et la certitude statistique que tu vas confondre P(A∩B) et P(A|B).

Cours

Probabilité conditionnelle

La probabilité de $A$ sachant $B$ (avec $P(B) > 0$) : $$P_B(A) = P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}$$

Indépendance

$A$ et $B$ sont indépendants ssi : $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$

Équivalent : $P(A|B) = P(A)$.

Formule des probabilités totales

Si ${B_1, ..., B_n}$ partitionne l'univers : $$P(A) = \sum_i P(B_i) \cdot P(A|B_i))$$

Loi binomiale $\mathcal{B}(n,p)$

$X$ suit $\mathcal{B}(n,p)$ si $X$ compte le nombre de succès dans $n$ épreuves de Bernoulli indépendantes de probabilité $p$.

$$P(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}$$

  • Espérance : $E(X) = np$
  • Variance : $V(X) = np(1-p)$
  • Écart-type : $\sigma(X) = \sqrt{np(1-p)}$

Arbre pondéré

La somme des proba sur les branches partant d'un même nœud vaut 1. La proba d'un chemin = produit des proba des branches.

Formules clés

Proba conditionnelle
P(A|B) = P(A∩B) / P(B)
P(B) > 0
Indépendance
P(A∩B) = P(A)·P(B)
Probas totales
P(A) = Σ P(Bi)·P(A|Bi)
Binomiale
P(X=k) = C(n,k) · pᵏ · (1−p)ⁿ⁻ᵏ
Espérance binomiale
E(X) = np
Variance binomiale
V(X) = np(1−p)

Méthodes

Utiliser un arbre pondéré

  1. 1Identifier les événements et leurs probabilités
  2. 2Tracer l'arbre, brancher en respectant les conditions
  3. 3Vérifier que chaque nœud somme à 1
  4. 4Pour P(événement), additionner les probas des chemins menant à cet événement

Astuces & pièges

Arbre = ami

Quand l'énoncé dit "sachant que", trace un arbre. C'est presque toujours plus rapide que les formules brutes.

Piège à éviter

P(A|B) ≠ P(B|A). Ce sont deux choses TOTALEMENT différentes. Confondre = malus garanti.

À retenir

Pour la binomiale, n FIXE et indépendance des épreuves. Si l'énoncé dit "sans remise", c'est PAS binomial (sauf approximation).

P(rater son bac | ne pas avoir révisé) ≈ 1. C'est pas une formule mathématique, c'est une loi de la nature.

Teste-toi

1.X ~ B(10 ; 0,3). E(X) = ?

2.P(A) = 0,4 ; P(B) = 0,5 ; P(A∩B) = 0,2. A et B sont :

3.Arbre : P(B)=0,3, P(A|B)=0,8, P(A|B̄)=0,1. P(A) = ?

Exercices corrigés

Tu galères ? Normal. Cherche d'abord, regarde le corrigé après.

EX. 01Moyen

X suit B(20 ; 0,3). Calculer P(X = 5), E(X), σ(X).

EX. 02Difficile

Une urne contient 60% de boules rouges. On en tire 10 (avec remise). Probabilité d'obtenir AU MOINS 7 rouges ?

Pour aller plus loin

Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).