Modèle probabiliste et équiprobabilité, probabilité conditionnelle dans un tableau croisé, arbres pondérés, passage d’un arbre à un tableau, probabilité de B sachant A ou de A sachant B, tests de dépistage et faux positifs.
À propos de cette page
Des exercices corrigés de probabilités de 2nde, classés en cinq cas et par difficulté : cardinal et événement contraire, lecture d’un tableau croisé, probabilité sachant un événement, arbres à compléter, tirages sans remise, tableau sur 1 000 individus, contrôle antidopage, casque à vélo et tests de dépistage. Chaque cas contient une question « Justifier » rédigée.
20 exercices, classés par cas comme le cours. Écris ta réponse, puis « Vérifier ».
Cas 1Modèle probabiliste et équiprobabilité
Réflexe — je vérifie l’équiprobabilité, je compte les issues de l’événement et de l’univers (Card), sinon j’additionne les probabilités des issues ; « au moins un » : je passe par le contraire. Revoir la méthode →
Exercice 1★★★Facile
Une urne contient boules indiscernables au toucher, numérotées de à . On tire une boule au hasard. : « le numéro est un multiple de », : « le numéro est un nombre premier ». Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
L’univers est : issues, équiprobables car le tirage se fait au hasard parmi des boules indiscernables.
, , donc .
, , donc et .
Justifier que et sont incompatibles, puis donner
Rédaction attendue. Un multiple de est divisible par et supérieur ou égal à : il a au moins trois diviseurs (, et lui-même), il n’est donc pas premier. Aucune issue n’est à la fois dans et dans : , les événements sont incompatibles. Aucune issue n’est comptée deux fois : .
Exercice 2★★★Facile
Un fabricant de céréales glisse dans chaque boîte une figurine : un lion avec la probabilité , un tigre avec la probabilité , un ours avec la probabilité , sinon un panda. On achète une boîte au hasard.
Probabilité d’obtenir un panda :
La somme des probabilités des issues vaut : .
Probabilité de ne pas obtenir de lion :
« Pas de lion » est le contraire de « lion » : .
Probabilité d’obtenir un tigre ou un panda :
L’événement est formé de deux issues : .
Exercice 3★★★Moyen
Pour ouvrir un cadenas, on tape au hasard un code de deux chiffres, chacun choisi parmi , , , , (le même chiffre peut revenir). Une issue est un couple, par exemple . : « les deux chiffres sont égaux », : « la somme des deux chiffres vaut ». Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
choix pour le premier chiffre et pour le second : couples, équiprobables puisque le code est tapé au hasard.
et . Une seule issue commune : , donc .
En comptant une seule fois : issues, donc .
Justifier, à l’aide de l’événement contraire, la probabilité que le code contienne au moins un chiffre pair :
Rédaction attendue. Le contraire de « au moins un chiffre pair » est « aucun chiffre pair » : les deux chiffres sont pris parmi , , , ce qui donne couples. Donc la probabilité cherchée vaut .
Exercice 4★★★Difficile
On lance deux pièces de monnaie équilibrées et on compte le nombre de « pile ». Un élève affirme : « On obtient , ou pile : chaque cas a la probabilité . » Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
En distinguant les deux pièces, nombre d’issues équiprobables :
Les issues sont les couples (pièce 1 ; pièce 2) : PP, PF, FP, FF. Les pièces étant équilibrées, ces issues sont équiprobables.
Probabilité d’obtenir exactement un pile :
« Exactement un pile » est formé de deux issues, PF et FP : .
Justifier que le modèle de l’élève est faux. Probabilité d’obtenir deux pile :
Rédaction attendue. Les trois résultats « , , pile » ne sont pas des issues équiprobables : « pile » ne correspond qu’à l’issue PP, alors que « pile » en regroupe deux. La probabilité de deux pile vaut , et non . Choisir une loi est une hypothèse : il faut l’appliquer aux issues symétriques (les couples), pas aux résultats regroupés.
Cas 2Probabilité conditionnelle et tableau croisé
Réflexe — je repère la condition (« parmi », « sachant ») : je divise par son effectif ; sans condition, je divise par le total général. Revoir la méthode →
Exercice 5★★★Facile
Un atelier a réparé vélos ce trimestre : des vélos de route et des VTT, réparés en moins de heures ou non. On choisit un vélo réparé au hasard.
En moins de 48 h
Plus long
Total
Vélo de route
VTT
Total
Donne des nombres décimaux (arrondis au millième si besoin).
Il y a VTT sur vélos : .
vélos sont à la fois des VTT et réparés en moins de h. On divise par le total général : .
On se restreint aux VTT : . des VTT ont été réparés en moins de h.
On se restreint aux vélos réparés en moins de h : . Même numérateur qu’à la question précédente, autre dénominateur.
Exercice 6★★★Facile
et sont deux événements tels que , et . Donne des nombres décimaux.
: .
.
Sachant , et sont contraires, donc . On le retrouve par le quotient : et .
Exercice 7★★★Moyen
Un musée a reçu visiteurs un dimanche. ont acheté leur billet en ligne (), les autres sur place. des visiteurs qui ont acheté sur place ont pris une visite guidée (). Au total, visiteurs ont pris une visite guidée. On choisit un visiteur au hasard.
Nombre de visiteurs qui ont acheté en ligne et pris une visite guidée :
En ligne : ; sur place : , dont visites guidées. Donc .
(arrondi au millième)
On se restreint aux acheteurs en ligne : .
Un guide affirme : « La plupart de mes visiteurs ont acheté leur billet sur place. » Justifier qu’il a raison, alors que seuls des visiteurs achètent sur place. (arrondi au millième)
Rédaction attendue. Le guide parle de ses visiteurs : la condition est . Parmi les visiteurs guidés, ont acheté sur place : . Il a donc raison : la proportion d’acheteurs sur place est de dans l’ensemble, mais d’environ parmi les visiteurs guidés.
Exercice 8★★★Difficile
Une entreprise compte salariés. : « le salarié a plus de ans d’ancienneté », : « il a suivi une formation cette année ». On sait que salariés ont plus de ans d’ancienneté, que d’entre eux ont suivi une formation et que salariés au total ont suivi une formation. On choisit un salarié au hasard.
« d’entre eux » porte sur les salariés de : et .
On se restreint aux salariés formés : .
(fraction irréductible)
compte salariés, dont formés : .
Le directeur affirme : « Nos salariés les plus anciens se forment presque tous. » Justifier qu’il se trompe en écrivant la bonne probabilité conditionnelle. Pourcentage de salariés de plus de ans d’ancienneté sans formation cette année : %
Rédaction attendue. La phrase porte sur les salariés anciens : la condition est , il faut regarder . Donc : d’entre eux n’ont pas suivi de formation, la majorité. Le directeur confond avec : ce sont les salariés formés qui, pour la plupart, sont anciens.
Cas 3Arbres pondérés
Réflexe — je traduis chaque pourcentage (seul ou « parmi »), je complète chaque nœud à 1, puis je multiplie le long du chemin. Revoir la méthode →
Exercice 9★★★Facile
Lors d’une course d’orientation, des inscrits choisissent le circuit facile (), les autres le circuit difficile. des inscrits du circuit facile trouvent toutes les balises (), contre de ceux du circuit difficile. On choisit un inscrit au hasard. Donne des nombres décimaux.
Premier niveau : .
« de ceux du circuit difficile » : . Nœud : .
Chemin puis : .
Chemin puis : .
Exercice 10★★★Facile
On donne l’arbre pondéré ci-dessous, dont certaines branches sont à compléter.Donne des nombres décimaux.
.
Nœud : , donc .
et : . Contrôle : et .
Exercice 11★★★Moyen
Un tiroir contient chaussettes : noires et grises. On en prend une au hasard, on la garde, puis on en prend une seconde au hasard. : « la première est noire », : « la seconde est noire ». Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
Si la première est noire, il reste chaussettes dont noires : .
.
Probabilité de prendre deux chaussettes grises :
Si la première est grise, il reste grises sur : .
Justifier, avec l’arbre, la probabilité d’obtenir deux chaussettes de couleurs différentes :
Rédaction attendue. Deux chemins donnent des couleurs différentes. Noire puis grise : . Grise puis noire : . Ces deux issues sont distinctes, on additionne : . Contrôle : .
Exercice 12★★★Difficile
et sont deux événements tels que , et . On veut reconstituer l’arbre pondéré (premier niveau , ). Donne des nombres décimaux.
Règle du chemin : , donc .
et .
Calculer puis , et vérifier que la somme des quatre chemins vaut .
Rédaction attendue. Nœud : , donc . Nœud : , donc . Somme des quatre chemins : .
Cas 4Passer d’un arbre à un tableau (et retour)
Réflexe — arbre → tableau : chaque case = effectif total × probabilité du chemin ; tableau → arbre : chaque branche = case ÷ total de la ligne ; « dans l’autre sens » : case ÷ total de la colonne. Revoir la méthode →
Exercice 13★★★Facile
Dans une ville, des habitants ont un chien (). des propriétaires de chien font du jogging (), contre des autres habitants. On raisonne sur habitants, puis on choisit un habitant au hasard. Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
propriétaires de chien, dont joggeurs.
Autres habitants : , dont joggeurs. Colonne : .
.
On se restreint aux joggeurs : .
Exercice 14★★★Facile
Un service de location possède trottinettes. On en choisit une au hasard.
En panne
En état
Total
Électrique
Mécanique
Total
Donne un nombre décimal ou une fraction irréductible (exemple : 3/8).
Premier niveau de l’arbre :
.
Branche de vers :
On lit la ligne : .
Branche de vers :
Ligne : .
Une trottinette est en panne. Probabilité qu’elle soit électrique :
On lit la colonne : . Cette probabilité ne figure pas sur l’arbre de premier niveau .
Exercice 15★★★Moyen
Chez un fleuriste, des bouquets vendus sont des bouquets de roses (). des bouquets de roses et des autres bouquets sont commandés en ligne (). On raisonne sur bouquets, puis on choisit un bouquet au hasard.
bouquets de roses, dont commandés en ligne.
autres bouquets, dont commandés en ligne.
Colonne : bouquets, donc .
Justifier, à l’aide du tableau, la probabilité qu’un bouquet commandé en ligne soit un bouquet de roses (arrondie au millième) :
Rédaction attendue. La condition est « commandé en ligne » : on se restreint à la colonne , qui compte bouquets, dont de roses. . Environ des commandes en ligne sont des roses, alors que les roses font des ventes.
Exercice 16★★★Difficile
Une enquête porte sur les vacances d’été. des familles sont parties à la mer (), les autres ailleurs. des familles parties à la mer ont loué un logement (). Au total, des familles ont loué un logement. On raisonne sur familles, puis on choisit une famille au hasard.
familles à la mer, dont ont loué.
La colonne compte familles : .
(arrondi au millième)
compte familles : . C’est la branche de l’arbre que l’énoncé ne donnait pas.
Justifier que, parmi les familles qui ont loué un logement, moins de la moitié sont parties à la mer. (fraction irréductible)
Rédaction attendue. La condition est : on se restreint aux familles qui ont loué, dont sont parties à la mer. . Pourtant : ces deux probabilités ne répondent pas à la même question.
Cas 5Probabilité de B sachant A ou de A sachant B ? Tests et faux positifs
Réflexe — je repère la condition de chaque phrase ; pour « positif : malade ? », tableau sur 10 000 personnes puis vrais positifs ÷ total des positifs. Revoir la méthode →
Exercice 17★★★Facile
Un contrôle antidopage est positif pour des athlètes dopés et négatif pour des athlètes non dopés. On note : « l’athlète est dopé » et : « le contrôle est positif ». Réponds par un mot ou un nombre.
Un athlète non dopé dont le contrôle est positif est un positif.
Il n’est pas dopé mais le test le désigne : c’est un faux positif ().
Spécificité du test, en pourcentage : %
La spécificité est , la proportion de non-dopés dont le contrôle est négatif : .
Pourcentage de faux positifs parmi les athlètes non dopés : %
, soit .
Pourcentage d’athlètes dopés dont le contrôle est négatif (faux négatifs) : %
La sensibilité est , donc : de faux négatifs parmi les dopés.
Exercice 18★★★Facile
Une étude porte sur cyclistes d’une ville pendant un an. On choisit un cycliste au hasard.
Blessé
Non blessé
Total
Avec casque
Sans casque
Total
Donne des nombres décimaux.
Parmi les blessés, roulaient sans casque : .
Parmi les cyclistes sans casque, ont été blessés : .
.
Un article titre : « Rouler sans casque : de risque d’être blessé. » Justifier qu’il inverse le conditionnement, puis donner le rapport
Rédaction attendue. Le nombre est : la proportion de cyclistes sans casque parmi les blessés. Le risque d’être blessé quand on roule sans casque est , soit . Le titre confond les deux. En revanche, : dans cette étude, le risque est fois plus élevé sans casque.
Exercice 19★★★Moyen
Une maladie touche des oliviers d’une région. Un test sur feuille est positif () pour des oliviers malades () et pour des oliviers sains. On raisonne sur oliviers, puis on choisit un olivier au hasard.
Nombre de vrais positifs :
oliviers malades, dont positifs.
Nombre de faux positifs :
oliviers sains, dont positifs.
positifs : .
Justifier que la plupart des oliviers positifs sont sains. (arrondi au millième)
Rédaction attendue. On se restreint aux oliviers positifs, dont sont malades : . Donc : environ deux positifs sur trois sont des faux positifs. La maladie est rare, et les de faux positifs portent sur des arbres.
Exercice 20★★★Difficile
Un test rapide d’angine bactérienne a une sensibilité de et une spécificité de . Un médecin l’utilise chez des patients qui ont mal à la gorge : d’entre eux ont une angine bactérienne (). Une campagne propose aussi le test à toute la population, où des personnes ont une angine bactérienne.
Chez les patients du médecin (tableau sur patients), (arrondi au millième)
malades, dont positifs ; non malades, dont positifs. .
Dans la population (tableau sur personnes), nombre de faux positifs :
malades et personnes non malades, dont positives : ce sont les faux positifs.
Justifier que le même test est bien moins utile dans la population générale. Dans la population, (arrondi au millième)
Rédaction attendue. Dans la population : vrais positifs et faux positifs, soit positifs. . Le test est le même (sensibilité et spécificité inchangées), mais la maladie est fois plus rare : les faux positifs l’emportent. Chez les patients qui ont des symptômes, un positif est malade dans environ des cas ; dans la population générale, dans environ des cas seulement.
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