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Formule des probabilités totales
Evénement indépendant


Partition de l'univers

Cours en vidéo: comprendre la notion de partition Un peu de patience, la vidéo est bientôt prête
  • Faire une

    partition de l'univers

    c'est  
    découper l'univers en sous-ensembles qui soient:
    - non vides
    - 2 à 2 disjoints
    - quand on réunit les sous-ensembles, on obtient l'univers tout entier.




Formules des probabilités totales

Cours en vidéo: Comprendre et savoir appliquer la formule des probabilités totales Cours de math en vidéo
  • Formule des probabilités totales  
    $\rm{P}(\rm{B}_1)=p(A_1)\times P_{A_1}(B_1)+P(A_2)\times P_{A_2}(B_1)+...+P(A_n)\times P_{A_n}(B_1)$
    où $\rm A_1$, $\rm A_2$, $\rm A_3$,...,$\rm A_n$
    forment une partition de l'univers,
    et $\rm P(\rm A_1)\ne 0$, $\rm P(\rm A_2)\ne 0$, ..., $\rm P(\rm A_n)\ne 0$.

    Comme ça, ça parait abstrait,
    Mais avec un arbre pondéré, c'est très simple!

  • Formule des probabilités totales avec un arbre pondéré:
Chacun de ces cercles bleus s'appelle un noeud
La somme des probabilités qui partent d'un même noeud est toujours égale à 1
Le nombre de branches qui partent d'un même noeud n'est pas toujours le même.
0.6  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm A_1$
Dans cet exemple, $\rm P(\rm A_1)=0.6$
0.1  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm A_2$
Dans cet exemple, $\rm P(\rm A_2)=0.1$
0.3  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm A_3$
Dans cet exemple, $\rm P(\rm A_3)=0.3$
0.2  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_1$ sachant $\rm A_1$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_1}(\rm B_1)=0.2$
0.7  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_2$ sachant $\rm A_1$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_1}(\rm B_2)=0.7$
0.1  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_3$ sachant $\rm A_1$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_1}(\rm B_3)=0.1$
0.4  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_1$ sachant $\rm A_2$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_2}(\rm B_1)=0.4$
0.6  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_2$ sachant $\rm A_2$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_2}(\rm B_2)=0.6$
0.8  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_1$ sachant $\rm A_3$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_3}(\rm B_1)=0.8$
0.2  
Le nombre indiqué ici est la probabilité de $\rm B_3$ sachant $\rm A_3$
Dans cet exemple, $\rm P_{A_3}(\rm B_3)=0.2$
$0.6\times 0.2$  
$0.6\times 0.2=\rm P(\rm A_1\cap \rm B_1)$
Quand on multiplie les probabilités le long d'une branche,
on obtient la probabilité de l'intersection
des événements qui sont sur cette branche.
$0.1\times 0.4$  
$0.1\times 0.4=\rm P(\rm A_2\cap \rm B_1)$
Quand on multiplie les probabilités le long d'une branche,
on obtient la probabilité de l'intersection
des événements qui sont sur cette branche.
$0.3\times 0.8$  
$0.3\times 0.8=\rm P(\rm A_3\cap \rm B_1)$
Quand on multiplie les probabilités le long d'une branche,
on obtient la probabilité de l'intersection
des événements qui sont sur cette branche.
$\rm P(\rm B_1)=$  
Pour déterminer $\rm P(\rm B_1)$:
1) On trouve tous les chemins qui mènent à $\rm B_1$.
Il y a 3 chemins qui mènent à $\rm B_1$:
- $\rm A_1\cap\rm B_1$
- $\rm A_2\cap\rm B_1$
- $\rm A_3\cap\rm B_1$

2) On trouve les probabilités de chacun de ces chemins.
$P(\rm A_1\cap\rm B_1)=0.6\times 0.2$
$P(\rm A_2\cap\rm B_1)=0.1\times 0.4$
$P(\rm A_3\cap\rm B_1)=0.3\times 0.8$

3) On fait la somme de ces résultats: $\rm P(\rm B_1)=0.6\times 0.2+0.1\times 0.4+0.3\times 0.8=0.4$.
Formule des probabilités totales!





Evénement indépendant

Cours en vidéo: comprendre et savoir démontrer que 2 événements sont indépendants Cours de math en vidéo
  • 3 façons de dire que A et B sont indépendants  
    A et B sont indépendants $\Leftrightarrow \rm P(\rm A\cap \rm B)=\rm P(\rm A)\times \rm P(\rm B)$

    A et B sont indépendants $\Leftrightarrow \rm P_{\rm A}(\rm B)=P(\rm B)$
    sous réserve que $\rm{P}(\rm{A})\ne 0$.


    A et B sont indépendants $\Leftrightarrow \rm P_{\rm B}(\rm A)=P(\rm A)$
    sous réserve que $\rm{P}(\rm{B})\ne 0$.
  • 3 façons de démonter que A et B sont indépendants ou pas  
    Méthode 1: On calcule $\rm P(\rm A\cap \rm B)$  
    si $\rm P(\rm A\cap \rm B)=\rm P(\rm A)\times \rm P(\rm B)$ alors A et B sont indépendants.
    si $\rm P(\rm A\cap \rm B)\ne\rm P(\rm A)\times \rm P(\rm B)$ alors A et B ne sont pas indépendants.


    Méthode 2: On calcule $\rm P_\rm A(\rm B)$  
    Si $\rm P_\rm A(\rm B)=\rm P(\rm B)$ alors A et B sont indépendants.
    Si $\rm P_\rm A(\rm B)\ne\rm P(\rm B)$ alors A et B ne sont pas indépendants.
    Avant de faire le calcul, vérifier que $\rm P(\rm A)\ne 0$.


    Méthode 3: On calcule $\rm P_\rm B(\rm A)$  
    Si $\rm P_\rm B(\rm A)=\rm P(\rm A)$ alors A et B sont indépendants.
    Si $\rm P_\rm B(\rm A)\ne\rm P(\rm A)$ alors A et B ne sont pas indépendants.
    Avant de faire le calcul, vérifier que $\rm P(\rm B)\ne 0$.
  • Si A et B sont indépendants alors  
    \[\left\{\begin{array}{l} \text{A et } \overline B \text{ sont aussi indépendants.}\\ \overline A \text{ et B sont aussi indépendants.}\\ \overline A \text{ et }\overline B \text{ sont aussi indépendants.} \end{array}\right.\]
  • Ne pas confondre indépendant et incompatible  
    Dire que A et B sont incompatibles signifie
    A et B sont incompatibles signifie qu'ils ne peuvent se réaliser en même temps
    Autrement dit: A et B sont incomptabibles $\Leftrightarrow$ leur intersection est vide $\Leftrightarrow \rm A\cap B= \varnothing$


    Dire que A et B sont indépendants signifie
    A et B sont indépendants signifie que l'un n'influe pas sur l'autre
    Dit mathématiquement: A et B sont indépendants $\Leftrightarrow \rm P_\rm B(\rm A)=\rm P(\rm A)$
    où A et B sont non vides.


    Exemple:
    A:"Obtenir un nombre pair"
    B:"Obtenir un nombre impair"
    A et B sont incompatibles car $\rm A\cap B=\varnothing$
    A et B ne sont pas indépendants.
    Car si on sait qu'on a obtenu un nombre pair,
    on sait qu'on peut ne pas obtenir un nombre impair.
    L'un influe sur l'autre.

Cours de math en vidéo Résumé du Cours Cours de math en vidéo

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Exercices 1: Calculer des

probabilités conditionnelles


On interroge 500 personnes pour savoir si elles sont allées chez le médecin.
Médecin Pas médecin Total
Enfant $90$ $60$ $150$
Adulte $310$ $40$ $350$
Total $400$ $100$ $500$
On choisit une personne au hasard. On note les événements :
  • $\bullet$ M: « La personne choisie est allée chez le médecin »
  • $\bullet$ E: « La personne choisie est un enfant »
Les événements M et E sont-ils indépendants?
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Exercices 2:

succession d'épreuves d'événements indépendants


  1. On lance deux dés cubiques bien équilibrés avec les faces numérotées de $1$ à $6$.
    Quelle est la probabilité de faire un double six ?
  2. On lance trois fois de suite une pièce de monnaie.
    Quelle est la probabilité de ne faire que des "face" ?
  3. On lance la pièce de monnaie puis le dé.
    Quelle est la probabilité de faire "pile" et un nombre supérieur ou égal à $3$ ?
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Exercices 3:

succession d'épreuves d'événements indépendants


Sur son trajet habituel domicile-travail, une automobiliste rencontre deux feux tricolores qui fonctionnent de manière indépendante :
  • la probabilité de devoir s'arrêter au premier feu est de $\dfrac{1}{3}$.
  • la probabilité de devoir s'arrêter au second feu est de $\dfrac{5}{12}$.
  1. Quelle est la probabilité que l'automobiliste s'arrête deux fois ?
  2. Quelle est la probabilité que l'automobiliste ne s'arrête à aucun feu sur son trajet ?
  3. Quelle est la probabilité que l'automobiliste s'arrête au moins une fois sur son trajet ?
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Exercices 4:

succession d'épreuves d'événements indépendants


Un vendeur a deux rendez-vous dans sa matinée avec des clients. Il va faire signer un contrat à son premier client avec une probabilité de $0,7$ et avec le deuxième client avec une probabilité de $0,4$ (les deux événements sont considérés indépendants).
  1. Quelle est la probabilité de l'événement : "le vendeur ne fait signer aucun contrat" ?
  2. Quelle est la probabilité de l'événement : "le vendeur fait signer au moins un contrat" ?
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Exercices 5:

Probabilités conditionnelles - Événements indépendants


Préciser dans chaque cas si les événements $A$ et $B$ sont indépendants:
  1. $\rm{P}(\rm{A} \cap \rm{B}) = 0,36$ et $\rm{P}(\rm{A}) = 0,4$ et $\rm{P}(\rm{B}) = 0,9$.
  2. $\rm{P}(\rm{A} \cap \rm{B}) = 0,4$ et $\rm{P}(\rm{A}) = 0,5$ et $\rm{P}(\overline{\rm{B}}) = 0,2$.
  3. $\rm{P}(A \cup B) = 0,8$ et $\rm{P}(A) = 0,6$ et $\rm{P}(B) = 0,4$.
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Exercices 6:

Probabilités conditionnelles - Événements indépendants


On lance deux dés bien équilibrés à $6$ faces numérotées de $1$ à $6$, un bleu et un rouge.
On note $\rm{A}$ l'événement «le dé bleu donne $1$» et $\rm{B}$ l'événement «la somme des dés donne $7$».
Montrer que $\rm{A}$ et $\rm{B}$ sont indépendants.
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Exercices 7:

Formule des probabilités totales


Le parc informatique d'une entreprise est constitué d'ordinateurs de marques A, B ou C référencés au service de maintenance.
  1. 60% des ordinateurs sont de la marque A et parmi ceux-ci, 15% sont des portables.
  2. 30% des ordinateurs sont de la marque B et 20% d'entre eux sont des portables.
  3. Les autres ordinateurs sont de la marque C et 50% d'entre eux sont des portables.
On consulte au hasard la fiche d'un ordinateur, quelle est la probabilité que ce soit la fiche d'un ordinateur portable ?
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Exercices 8:

Probabilités conditionnelles - Arbre pondéré - intersection


A et B sont deux évènements tels que $\rm P(A)=0,4$, $\rm P(B)=0,16$ et $\rm P(A\cap \overline{B})=0,3$. Déterminer $\rm P_{\overline{A}}\overline{B}$.

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Exercices 9:

Formule des probabilités totales et arbre pondéré


Une maladie se propage dans une population. On sait que:
   20% de la population est vaccinée.
   95% des personnes vaccinées ne sont pas malades.
   6% de la population est malade.
Déterminer la probabilité pour un individu non vacciné d'être malade. Commenter ce résultat.
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Exercices 10:

Probabilités conditionnelles - D'après sujet de Bac


Un sportif est choisi au hasard dans un groupe pour subir un contrôle antidopage.
On appelle T l'évènement: « Le contrôle est positif». D'après les statistiques, on admet que $\rm P(T)=0,05$.
On appelle D l'évènement: « Le coureur est dopé».
Le contrôle antidopage n'étant pas fiable à 100%, on sait que:
   Si un coureur est dopé, le contrôle est positif dans 97% des cas.
   Si un coureur n'est pas dopé, le contrôle est positif dans 1% des cas.
1) On note $p$ la probabilité de D. Déterminer $p$ à l'aide d'un arbre pondéré.
2) Un coureur a un contrôle positif. Quelle est la probabilité qu'il ne soit pas dopé?
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Exercices 11:

Probabilités conditionnelles - Formule des probabilités totales - D'après sujet de Bac


Des étudiants d'une université se préparent à passer un examen pour lequel quatre thèmes (A, B, C et D) sont au programme. Le thème A reste pour beaucoup d'étudiants une partie du programme difficile à maîtriser. Un stage de préparation est alors proposé pour travailler ce thème. Lors de l'examen, on a constaté que s'il y a un exercice portant sur le thème A :
• $30\%$ des étudiants n'ayant pas suivi le stage ne traitent pas l'exercice.
• $\frac 56$ des étudiants ayant suivi le stage l'ont traité.
On sait de plus que 20% des étudiants participent au stage.
Lors des résultats de l'examen, un étudiant s'exclame : « Je n'ai pas du tout traité le thème A ».
Quelle est la probabilité que cet étudiant ait suivi le stage? On arrondira le résultat à 0,001 près.
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Exercices 12:

Évènements indépendants


Dans l'urne ci-contre, il y a des jetons numérotés de différentes couleurs.
On tire au hasard un jeton dans cette urne.
On considère les évènements suivants:
R: « le jeton tiré est rouge »,
B: « le jeton tiré est bleu »
I: « le numéro du jeton tiré est impair »
1) Les évènements R et I sont-ils indépendants?
2) Les évènements B et I sont-ils indépendants?
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Exercices 13:

Condition pour que deux évènements soient indépendants


Dans l'urne ci-contre, il y a des jetons numérotés de différentes couleurs.
On tire au hasard un jeton dans cette urne.
On considère les évènements suivants:
B: « le jeton tiré est bleu »
I: « le numéro du jeton tiré est impair »
1) Les évènements B et I sont-ils indépendants?
2) Combien faut-il rajouter de jetons bleus numérotés 1
    pour que les évènements B et I soient indépendants?

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Exercices 14:

Probabilités conditionnelles et suite - D'après sujet de Bac


On considère des sacs de billes $\rm S_1$, $\rm S_2$, $\rm S_3$, ...tels que $\rm S_1$ contient 3 billes jaunes et 2 billes vertes.
Chacun des sacs suivants $\rm S_2$, $\rm S_3$, ... contient 2 billes jaunes et 2 billes vertes.
On tire au hasard une bille de $\rm S_1$ et on la met dans $\rm S_2$.
Puis on tire une bille de $\rm S_2$ et on la met dans $\rm S_3$. Et ainsi de suite.
Pour tout entier $n\ge 1$, on note $\rm E_n$ l'évènement « la bille tirée dans $\rm S_n$ est verte » et $\rm{P}(\rm{E}_n)$ sa probabilité.
1) Déterminer $\rm{P}(\rm{E}_1)$, $\rm{P}_{\rm{E}_1}(\rm{E}_2)$ , $\rm{P}_{\overline{\rm{E}_1}}(\rm{E}_2)$ puis $\rm P(E_2)$.
2) A l'aide d'un arbre pondéré, exprimer $\rm{P}(\rm{E}_{n+1})$ en fonction de $\rm{P}(\rm{E}_n)$.
3) Soit $(u_n)$ la suite définie par $u_1=0,4$ et pour tout entier $n\ge 1$, $u_{n+1}=0,2 u_n+0,4$.
   a) Démontrer que la suite $(u_n)$ est majorée par $0,5$.
   b) Démontrer que la suite $(u_n)$ est croissante.
   c) Justifier que la suite $(u_n)$ est convergente et préciser sa limite.
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Exercices 15:

Probabilités conditionnelles et suite - D'après sujet de Bac


Un commerçant constate que parmi les clients qui achètent un melon une semaine donnée, $90\%$ d'entre eux achètent un melon la semaine suivante. Parmi les clients qui n'achètent pas de melon une semaine donnée, $60\%$ d'entre eux n'achètent pas de melon la semaine suivante.
On choisit au hasard un client ayant acheté un melon au cours de la semaine 1 et, pour $n \geqslant 1$, on note ${\rm A}_n$ l'évènement : « le client achète un melon au cours de la semaine $n$ » et $p_n=p({\rm A}_n)$. On a ainsi $p_1 = 1$.
  1. Démontrer que $p_3 = 0,85$.
  2. Sachant que le client achète un melon la semaine 3, quelle est la probabilité qu'il en ait acheté la semaine 2?
  3. Démontrer que, pour tout entier $n \geqslant 1$ : $p_{n+1} = 0,5p_n +0,4$.
  4. Démontrer par récurrence que, pour tout entier $n \geqslant 1$ : $p_n > 0,8$.
  5. En déduire que la suite $(p_n)$ est décroissante. La suite $(p_n)$ est-elle convergente ?
  6. On pose pour tout entier $n \geqslant 1$ : $v_n = p_n -0,8$. Démontrer que $(v_n)$ est géométrique.
    Exprimer $v_n$ puis $p_n$ en fonction de $n$. En déduire la limite de $(p_n)$.
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Exercices 16:

Probabilités conditionnelles - Formule des probabilités totales - Suite à l'épidémie de Coronavirus


Un virus touche $1$% de la population. Un laboratoire fournit un test pour lequel $95$% des malades sont positifs et $95$% des personnes saines sont négatifs.
Vous êtes testé positif. Quelle est votre probabilité d'être atteint par le virus ?

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Qui sommes-nous? Nicolas Halpern-Herla
Agrégé de Mathématiques
Professeur en S, ES, STI et STMG depuis 28 ans
Créateur de jeux de stratégie: Agora et Chifoumi

Stephane Chenevière
Agrégé de Mathématiques
Professeur en S, ES et STMG depuis 19 ans
Champion de France de magie en 2001: Magie