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Loi binomiale

Épreuve et schéma de Bernoulli, loi binomiale et formule de P(X = k), P(X ≤ k) à la calculatrice, espérance, variance et écart type, seuils et intervalles de probabilité.

À propos de cette page
Un QCM sur la loi binomiale en trois niveaux de douze questions : vocabulaire de Bernoulli, formule de P(X = k), passage au contraire, espérance et écart type, seuils, intervalles et pièges classiques comme le tirage sans remise. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Une épreuve de Bernoulli est une expérience aléatoire…

    • A. à deux issues exactement
    • B. répétée n fois de suite
    • C. aux issues équiprobables
    • D. à n issues distinctes
    Réponse

    A. à deux issues exactement — Une épreuve de Bernoulli n’a que deux issues : le succès (probabilité p) et l’échec (probabilité 1 − p) ; elles ne sont pas forcément équiprobables.

  2. X suit la loi B(n ; p). Pour 0 ≤ k ≤ n, P(X = k) vaut :

    • A. pᵏ × (1 − p)ⁿ⁻ᵏ
    • B. (k parmi n) × pᵏ × (1 − p)ⁿ⁻ᵏ
    • C. (k parmi n) × pⁿ⁻ᵏ × (1 − p)ᵏ
    • D. (k parmi n) × pᵏ
    Réponse

    B. (k parmi n) × pᵏ × (1 − p)ⁿ⁻ᵏ — Le coefficient binomial compte les chemins à k succès, et chacun a pour probabilité pᵏ(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

  3. Si X suit la loi B(n ; p), alors E(X) vaut :

    • A. p
    • B. n
    • C. np
    • D. np(1 − p)
    Réponse

    C. np — L’espérance d’une loi binomiale est np ; np(1 − p) est la variance.

  4. Si X suit la loi B(n ; p), alors V(X) vaut :

    • A. np
    • B. √(np(1 − p))
    • C. np²
    • D. np(1 − p)
    Réponse

    D. np(1 − p) — V(X) = np(1 − p) ; sa racine carrée est l’écart type.

  5. X suit la loi B(30 ; 0,2). E(X) vaut :

    • A. 6
    • B. 0,2
    • C. 24
    • D. 4,8
    Réponse

    A. 6 — E(X) = 30 × 0,2 = 6 ; 4,8 = 30 × 0,2 × 0,8 est la variance.

  6. Laquelle de ces situations est un schéma de Bernoulli ?

    • A. Tirer 3 cartes sans remise et compter les as
    • B. Lancer 8 fois un dé et compter les « 1 »
    • C. Lancer un dé jusqu’à obtenir un « 1 »
    • D. Tirer une boule et noter sa couleur
    Réponse

    B. Lancer 8 fois un dé et compter les « 1 » — Il faut un nombre fixé de répétitions identiques et indépendantes d’une épreuve à deux issues : c’est le cas des 8 lancers de dé.

  7. Pour tout entier n ≥ 0, le coefficient « 0 parmi n » vaut :

    • A. 0
    • B. n
    • C. 1
    • D. n!
    Réponse

    C. 1 — Un seul chemin ne comporte aucun succès : celui où toutes les épreuves sont des échecs.

  8. Si X suit la loi B(n ; p), alors P(X ≥ 1) vaut :

    • A. 1 − pⁿ
    • B. (1 − p)ⁿ
    • C. 1 − (1 − p)ⁿ
    • D. n × p × (1 − p)
    Réponse

    C. 1 − (1 − p)ⁿ — Le contraire de « au moins un succès » est « aucun succès », de probabilité (1 − p)ⁿ.

  9. X suit la loi B(16 ; 0,5). L’écart type σ(X) vaut :

    • A. 4
    • B. 8
    • C. 2
    • D. √8
    Réponse

    C. 2 — V(X) = 16 × 0,5 × 0,5 = 4, donc σ(X) = √4 = 2.

  10. X suit la loi de Bernoulli de paramètre p. E(X) vaut :

    • A. p
    • B. 1 − p
    • C. p(1 − p)
    • D. 1
    Réponse

    A. p — E(X) = 1 × p + 0 × (1 − p) = p ; p(1 − p) est la variance.

  11. Par symétrie, le coefficient « k parmi n » est égal à :

    • A. « k − 1 parmi n »
    • B. « k + 1 parmi n »
    • C. « k parmi n + k »
    • D. « n − k parmi n »
    Réponse

    D. « n − k parmi n » — Choisir les positions des k succès revient à choisir celles des n − k échecs.

  12. Combien d’issues a l’arbre d’une succession de 5 épreuves à deux issues ?

    • A. 10
    • B. 25
    • C. 32
    • D. 120
    Réponse

    C. 32 — 2 issues à chacune des 5 épreuves : 2⁵ = 32 chemins.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. X suit la loi B(3 ; 0,5). P(X = 1) vaut :

    • A. 0,125
    • B. 0,5
    • C. 0,375
    • D. 0,333
    Réponse

    C. 0,375 — P(X = 1) = 3 × 0,5³ = 3/8 = 0,375 ; 0,125 oublie le coefficient 3.

  2. X suit la loi B(3 ; 0,1). P(X = 0) vaut :

    • A. 0,729
    • B. 0,9
    • C. 0,001
    • D. 0,271
    Réponse

    A. 0,729 — P(X = 0) = 0,9³ = 0,729 ; 0,001 = 0,1³ serait P(X = 3).

  3. X suit la loi B(n ; p) et la calculatrice donne P(X ≤ 7) ≈ 0,62. Alors P(X ≥ 8) ≈

    • A. 0,62
    • B. 0,38
    • C. 0,31
    • D. 0,69
    Réponse

    B. 0,38 — {X ≥ 8} est le contraire de {X ≤ 7} : P(X ≥ 8) ≈ 1 − 0,62 = 0,38.

  4. X suit la loi B(6 ; 0,1). P(X = 1) vaut environ :

    • A. 0,059
    • B. 0,354
    • C. 0,531
    • D. 0,600
    Réponse

    B. 0,354 — P(X = 1) = 6 × 0,1 × 0,9⁵ ≈ 0,354 ; 0,059 oublie le coefficient 6 et 0,531 = 0,9⁶ est P(X = 0).

  5. X suit la loi B(n ; 0,2) et E(X) = 8. Alors n vaut :

    • A. 10
    • B. 40
    • C. 16
    • D. 1,6
    Réponse

    B. 40 — E(X) = 0,2n = 8 donne n = 40.

  6. Dans un schéma de 8 épreuves, combien de chemins comportent exactement 3 succès ?

    • A. 24
    • B. 56
    • C. 336
    • D. 512
    Réponse

    B. 56 — « 3 parmi 8 » = (8 × 7 × 6)/(3 × 2 × 1) = 56 ; 336 compte les choix ordonnés.

  7. X suit la loi B(5 ; 0,5). P(X ≥ 4) vaut environ :

    • A. 0,156
    • B. 0,031
    • C. 0,188
    • D. 0,813
    Réponse

    C. 0,188 — P(X = 4) + P(X = 5) = 5/32 + 1/32 = 6/32 ≈ 0,188.

  8. X suit la loi B(12 ; 0,25). Alors :

    • A. σ(X) = 1,5
    • B. σ(X) = 2,25
    • C. σ(X) = 3
    • D. σ(X) = 0,75
    Réponse

    A. σ(X) = 1,5 — V(X) = 12 × 0,25 × 0,75 = 2,25, donc σ(X) = √2,25 = 1,5.

  9. Pour une variable X à valeurs entières, P(X ≥ 3) est égal à :

    • A. 1 − P(X ≤ 3)
    • B. 1 − P(X ≤ 2)
    • C. P(X ≤ 2)
    • D. 1 − P(X = 3)
    Réponse

    B. 1 − P(X ≤ 2) — Le contraire de {X ≥ 3} est {X ≤ 2}.

  10. X suit la loi B(3 ; 0,7). P(X = 3) vaut :

    • A. 0,7
    • B. 0,027
    • C. 0,441
    • D. 0,343
    Réponse

    D. 0,343 — P(X = 3) = 0,7³ = 0,343 ; 0,027 = 0,3³ est P(X = 0).

  11. Le plus petit entier n tel que 1 − 0,5ⁿ ≥ 0,99 est :

    • A. 6
    • B. 10
    • C. 8
    • D. 7
    Réponse

    D. 7 — 0,5ⁿ ≤ 0,01 : 0,5⁶ ≈ 0,0156 > 0,01 et 0,5⁷ ≈ 0,0078 ≤ 0,01, donc n = 7.

  12. X suit la loi B(5 ; 0,2). P(X ≤ 1) vaut environ :

    • A. 0,328
    • B. 0,410
    • C. 0,737
    • D. 0,263
    Réponse

    C. 0,737 — P(X = 0) + P(X = 1) = 0,8⁵ + 5 × 0,2 × 0,8⁴ = 0,32768 + 0,4096 ≈ 0,737.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. On tire successivement, sans remise, 3 cartes d’un jeu de 32 cartes ; X compte les cœurs. Alors :

    • A. X suit B(3 ; 0,25), car 8 cœurs sur 32
    • B. X ne suit pas une loi binomiale
    • C. X suit B(32 ; 0,25), une épreuve par carte
    • D. X suit B(3 ; 0,75), loi des échecs
    Réponse

    B. X ne suit pas une loi binomiale — Sans remise, la probabilité de tirer un cœur change à chaque tirage : les tirages ne sont pas indépendants.

  2. X suit la loi B(n ; p). Quelle affirmation est toujours vraie ?

    • A. P(X = k) est maximale pour k = np
    • B. P(X ≤ k) = 1 − P(X ≥ k)
    • C. σ(X) = np(1 − p)
    • D. P(X = 0) + P(X ≥ 1) = 1
    Réponse

    D. P(X = 0) + P(X ≥ 1) = 1 — {X = 0} et {X ≥ 1} sont contraires. np n’est pas toujours entier ; P(X ≤ k) = 1 − P(X ≥ k + 1) ; np(1 − p) est la variance.

  3. X suit la loi B(n ; 0,5). Alors, pour tout n et tout k de 0 à n :

    • A. P(X = k) = P(X = n − k)
    • B. E(X) = n et V(X) = n/2
    • C. V(X) = n/2 pour tout n
    • D. P(X = k) = 0,5 pour tout k
    Réponse

    A. P(X = k) = P(X = n − k) — Pour p = 0,5, P(X = k) = « k parmi n » × 0,5ⁿ, et « k parmi n » = « n − k parmi n ». Ici E(X) = n/2 et V(X) = n/4.

  4. Un élève écrit « P(X ≥ 1) = 1 − P(X ≤ 1) ». Cette égalité est :

    • A. correcte pour toute loi binomiale
    • B. fausse : P(X ≥ 1) = 1 − P(X = 0)
    • C. fausse : P(X ≥ 1) = P(X ≤ 1)
    • D. fausse : P(X ≥ 1) = 1 − P(X > 1)
    Réponse

    B. fausse : P(X ≥ 1) = 1 − P(X = 0) — Le contraire de {X ≥ 1} est {X = 0}, c’est-à-dire {X ≤ 0}.

  5. X suit la loi B(n ; p) et Y = n − X est le nombre d’échecs. Alors Y suit :

    • A. B(n ; p)
    • B. B(n ; 1 − p)
    • C. B(n − 1 ; p)
    • D. aucune loi binomiale
    Réponse

    B. B(n ; 1 − p) — Compter les échecs, c’est compter les succès de l’épreuve dont le succès est l’échec, de probabilité 1 − p.

  6. a est le plus petit entier tel que P(X ≤ a) > 0,025 et b le plus petit entier tel que P(X ≤ b) ≥ 0,975. Alors P(a ≤ X ≤ b) est :

    • A. égale à 0,95 exactement
    • B. supérieure ou égale à 0,95
    • C. inférieure ou égale à 0,95
    • D. égale à 1 − 0,025 − 0,975
    Réponse

    B. supérieure ou égale à 0,95 — P(a ≤ X ≤ b) = P(X ≤ b) − P(X ≤ a − 1), avec P(X ≤ b) ≥ 0,975 et P(X ≤ a − 1) ≤ 0,025 : elle vaut au moins 0,95.

  7. X suit la loi B(10 ; 0,3) ; la calculatrice donne P(X ≤ 1) ≈ 0,149 et P(X ≤ 4) ≈ 0,850. Alors P(2 ≤ X ≤ 4) ≈

    • A. 0,15
    • B. 0,47
    • C. 0,70
    • D. 0,85
    Réponse

    C. 0,70 — P(2 ≤ X ≤ 4) = P(X ≤ 4) − P(X ≤ 1) ≈ 0,850 − 0,149 ≈ 0,70 ; 0,47 retirerait P(X ≤ 2) au lieu de P(X ≤ 1).

  8. X suit la loi B(100 ; 0,02) et Y la loi B(10 ; 0,2). Alors :

    • A. E(X) = E(Y) et V(X) = V(Y)
    • B. E(X) = E(Y) et V(X) > V(Y)
    • C. E(X) = E(Y) et V(X) < V(Y)
    • D. E(X) ≠ E(Y)
    Réponse

    B. E(X) = E(Y) et V(X) > V(Y) — E(X) = E(Y) = 2 ; V(X) = 100 × 0,02 × 0,98 = 1,96 et V(Y) = 10 × 0,2 × 0,8 = 1,6.

  9. Dans un schéma de Bernoulli de n épreuves, le nombre de chemins comportant exactement k succès est :

    • A. n × k
    • B. n à la puissance k
    • C. « k parmi n »
    • D. n! divisé par k!
    Réponse

    C. « k parmi n » — C’est la définition du coefficient binomial : nombre de façons de placer les k succès parmi les n épreuves.

  10. Dans un schéma de Bernoulli, la probabilité d’une issue précise (ordre donné) comportant k succès est :

    • A. « k parmi n » × pᵏ(1 − p)ⁿ⁻ᵏ
    • B. pᵏ
    • C. pᵏ(1 − p)ⁿ⁻ᵏ
    • D. k × p
    Réponse

    C. pᵏ(1 − p)ⁿ⁻ᵏ — Une seule issue : produit des probabilités le long du chemin, sans coefficient binomial (qui compte toutes les issues à k succès).

  11. X suit une loi binomiale avec E(X) = 10 et V(X) = 8. Ses paramètres sont :

    • A. n = 40 et p = 0,25
    • B. n = 20 et p = 0,5
    • C. n = 50 et p = 0,2
    • D. n = 100 et p = 0,1
    Réponse

    C. n = 50 et p = 0,2 — 1 − p = V(X)/E(X) = 0,8 donc p = 0,2, puis n = 10/0,2 = 50. Les autres choix ont bien E(X) = 10 mais V(X) = 7,5 ; 5 ; 9.

  12. On lance 10 fois un dé équilibré (X = nombre de « 6 ») et 10 fois une pièce équilibrée (Y = nombre de « Pile »). Quelle affirmation est vraie ?

    • A. X et Y ont la même loi
    • B. X + Y suit B(20 ; 1/6)
    • C. P(X ≥ 1) > P(Y ≥ 1)
    • D. P(Y ≥ 1) > P(X ≥ 1)
    Réponse

    D. P(Y ≥ 1) > P(X ≥ 1) — P(X ≥ 1) = 1 − (5/6)¹⁰ ≈ 0,838 et P(Y ≥ 1) = 1 − 0,5¹⁰ ≈ 0,999. Les paramètres p diffèrent, donc X + Y ne suit pas une loi binomiale.

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