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Première Spé Maths / Chapitre 9 : Probabilités conditionnelles et indépendance

Fiche 1 : arbres pondérés et probabilités totales

Sept exercices pour maîtriser les arbres pondérés et la formule des probabilités totales :

  • lecture d'un tableau croisé ;
  • compléter un arbre pondéré ;
  • probabilités totales avec deux événements ;
  • probabilités totales avec trois événements ;
  • tirages sans remise ;
  • distinguer P(A∩B)P(A\cap B), PA(B)P_A(B) et PB(A)P_B(A) ;
  • vrai/faux.

Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend d'une bonne copie :

  • les événements sont nommés avant tout calcul ;
  • chaque chemin est calculé séparément puis additionné ;
  • la somme des feuilles est vérifiée.

💡 Le modèle de rédaction pour la formule des probabilités totales

« AA et A‾\overline{A} forment une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales, P(B)=P(A) PA(B)+P(A‾) PA‾(B)=0,6×0,9+0,4×0,4=0,7P(B)=P(A)\,P_A(B)+P(\overline{A})\,P_{\overline{A}}(B)=0{,}6\times0{,}9+0{,}4\times0{,}4=0{,}7. »

  • Nomme la partition.
  • Cite la formule.
  • Remplace par les valeurs, puis calcule.

⚠️ Les pièges classiques

  • Oublier un chemin qui aboutit à l'événement.
  • Mettre une probabilité non conditionnelle sur le deuxième niveau.
  • Ne pas citer la formule et donner seulement le résultat.
  • Écrire P(B)=PA(B)+PA‾(B)P(B)=P_A(B)+P_{\overline{A}}(B).

😄 Oublier un chemin dans l'arbre, c'est comme oublier un invité à la fête : le total ne tombe pas juste et tout le monde le remarque.


Exercice 1 (★) : tableau croisé

Une entreprise compte 250250 salariés, dont 140140 femmes. 100100 salariés télétravaillent, dont 6060 femmes. On choisit un salarié au hasard. On note FF : « c'est une femme » et TT : « il télétravaille ».

1. Compléter le tableau des effectifs.

2. Calculer P(F)P(F), P(T)P(T) et P(F∩T)P(F\cap T).

3. Calculer PF(T)P_F(T) et PT(F)P_T(F), puis interpréter ces deux nombres par une phrase.

✏️ Correction de l'exercice 1

Question 1

Les femmes qui ne télétravaillent pas : 140−60=80140-60=80. Les hommes : 250−140=110250-140=110. Les hommes qui télétravaillent : 100−60=40100-60=40, et ceux qui ne télétravaillent pas : 110−40=70110-40=70.

TTT‾\overline{T}Total
FF 6060 8080 140140
F‾\overline{F} 4040 7070 110110
Total 100100 150150 250250

Question 2

P(F)=140250=0,56P(F)=\dfrac{140}{250}=0{,}56 et P(T)=100250=0,4P(T)=\dfrac{100}{250}=0{,}4.

✅ P(F∩T)=60250=0,24P(F\cap T)=\dfrac{60}{250}=0{,}24.

Question 3

PF(T)=60140=37≈0,43P_F(T)=\dfrac{60}{140}=\dfrac37\approx0{,}43 et PT(F)=60100=0,6P_T(F)=\dfrac{60}{100}=0{,}6.

✅ Parmi les femmes, 43 %43\,\% télétravaillent. Parmi les télétravailleurs, 60 %60\,\% sont des femmes.


Exercice 2 (★) : compléter un arbre

Un élève révise la veille d'un contrôle avec la probabilité 0,60{,}6. S'il révise, il réussit avec la probabilité 0,90{,}9. S'il ne révise pas, il réussit avec la probabilité 0,40{,}4. On note AA : « il révise » et BB : « il réussit ».

1. Dessiner l'arbre pondéré.

2. Calculer la probabilité de chacun des quatre chemins.

3. En déduire P(B)P(B).

✏️ Correction de l'exercice 2

Question 1

0,60,9B0,1BA0,40,4B0,6BA
Arbre de l'exercice 2

Question 2

P(A∩B)=0,6×0,9=0,54P(A\cap B)=0{,}6\times0{,}9=0{,}54 et P(A∩B‾)=0,6×0,1=0,06P(A\cap\overline{B})=0{,}6\times0{,}1=0{,}06.

P(A‾∩B)=0,4×0,4=0,16P(\overline{A}\cap B)=0{,}4\times0{,}4=0{,}16 et P(A‾∩B‾)=0,4×0,6=0,24P(\overline{A}\cap\overline{B})=0{,}4\times0{,}6=0{,}24.

Vérification : 0,54+0,06+0,16+0,24=10{,}54+0{,}06+0{,}16+0{,}24=1.

Question 3

AA et A‾\overline{A} forment une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :

P(B)=P(A∩B)+P(A‾∩B)=0,54+0,16=0,70P(B)=P(A\cap B)+P(\overline{A}\cap B)=0{,}54+0{,}16=0{,}70.

✅ P(B)=0,7P(B)=0{,}7.


Exercice 3 (★★) : deux événements

Un site marchand reçoit 70 %70\,\% de ses commandes depuis un téléphone (MM) et 30 %30\,\% depuis un ordinateur. Un article est retourné (RR) dans 10 %10\,\% des commandes par téléphone et dans 4 %4\,\% des commandes par ordinateur.

1. Donner P(M)P(M), PM(R)P_M(R) et PM‾(R)P_{\overline{M}}(R).

2. Calculer la probabilité qu'une commande soit passée par téléphone et retournée.

3. Calculer la probabilité qu'une commande soit retournée.

4. Calculer la probabilité qu'une commande ne soit pas retournée.

✏️ Correction de l'exercice 3

Question 1

P(M)=0,7P(M)=0{,}7, PM(R)=0,1P_M(R)=0{,}1 et PM‾(R)=0,04P_{\overline{M}}(R)=0{,}04.

Question 2

P(M∩R)=P(M)×PM(R)=0,7×0,1=0,07P(M\cap R)=P(M)\times P_M(R)=0{,}7\times0{,}1=0{,}07.

✅ P(M∩R)=0,07P(M\cap R)=0{,}07.

Question 3

MM et M‾\overline{M} forment une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :

P(R)=P(M∩R)+P(M‾∩R)=0,07+0,3×0,04=0,07+0,012=0,082P(R)=P(M\cap R)+P(\overline{M}\cap R)=0{,}07+0{,}3\times0{,}04=0{,}07+0{,}012=0{,}082.

✅ P(R)=0,082P(R)=0{,}082.

Question 4

P(R‾)=1−P(R)=1−0,082=0,918P(\overline{R})=1-P(R)=1-0{,}082=0{,}918.

✅ P(R‾)=0,918P(\overline{R})=0{,}918.


Exercice 4 (★★) : trois événements

Un atelier reçoit ses pièces de trois fournisseurs F1F_1, F2F_2, F3F_3, avec les parts 50 %50\,\%, 30 %30\,\% et 20 %20\,\%. Les taux de pièces défectueuses sont 1 %1\,\%, 2 %2\,\% et 5 %5\,\%. On prend une pièce au hasard. On note DD : « la pièce est défectueuse ».

1. Montrer que F1F_1, F2F_2, F3F_3 forment une partition de l'univers.

2. Calculer P(D)P(D).

3. Calculer la probabilité qu'une pièce vienne de F3F_3 et soit en bon état.

✏️ Correction de l'exercice 4

Question 1

Les trois fournisseurs sont deux à deux incompatibles (une pièce n'a qu'un fournisseur) et 0,5+0,3+0,2=10{,}5+0{,}3+0{,}2=1.

✅ {F1 ; F2 ; F3}\{F_1\,;\,F_2\,;\,F_3\} est une partition de l'univers.

Question 2

D'après la formule des probabilités totales :

P(D)=0,5×0,01+0,3×0,02+0,2×0,05=0,005+0,006+0,010=0,021P(D)=0{,}5\times0{,}01+0{,}3\times0{,}02+0{,}2\times0{,}05=0{,}005+0{,}006+0{,}010=0{,}021.

✅ P(D)=0,021P(D)=0{,}021, soit 2,1 %2{,}1\,\% de pièces défectueuses.

Question 3

P(F3∩D‾)=P(F3)×PF3(D‾)=0,2×0,95=0,19P(F_3\cap\overline{D})=P(F_3)\times P_{F_3}(\overline{D})=0{,}2\times0{,}95=0{,}19.

✅ La probabilité est 0,190{,}19.


Exercice 5 (★★) : tirages sans remise

Une urne contient 55 boules rouges et 33 boules bleues. On tire successivement deux boules sans remise. On note R1R_1 : « la première est rouge » et R2R_2 : « la deuxième est rouge ».

1. Donner P(R1)P(R_1) et PR1(R2)P_{R_1}(R_2).

2. Calculer P(R1∩R2)P(R_1\cap R_2).

3. Calculer P(R2)P(R_2).

4. Calculer la probabilité d'obtenir deux boules de couleurs différentes.

✏️ Correction de l'exercice 5

Question 1

P(R1)=58P(R_1)=\dfrac58. Si R1R_1 est réalisé, il reste 44 rouges sur 77 boules.

✅ PR1(R2)=47P_{R_1}(R_2)=\dfrac47.

Question 2

P(R1∩R2)=58×47=2056=514P(R_1\cap R_2)=\dfrac58\times\dfrac47=\dfrac{20}{56}=\dfrac5{14}.

✅ P(R1∩R2)=514P(R_1\cap R_2)=\dfrac5{14}.

Question 3

R1R_1 et R1‾\overline{R_1} forment une partition. Si R1‾\overline{R_1} est réalisé, il reste 55 rouges sur 77 boules : PR1‾(R2)=57P_{\overline{R_1}}(R_2)=\dfrac57.

P(R2)=514+38×57=2056+1556=3556=58P(R_2)=\dfrac5{14}+\dfrac38\times\dfrac57=\dfrac{20}{56}+\dfrac{15}{56}=\dfrac{35}{56}=\dfrac58.

✅ P(R2)=58=P(R1)P(R_2)=\dfrac58=P(R_1).

Question 4

Deux couleurs différentes : rouge puis bleue, ou bleue puis rouge.

P=58×37+38×57=1556+1556=3056=1528P=\dfrac58\times\dfrac37+\dfrac38\times\dfrac57=\dfrac{15}{56}+\dfrac{15}{56}=\dfrac{30}{56}=\dfrac{15}{28}.

✅ La probabilité est 1528\dfrac{15}{28}.


Exercice 6 (★) : distinguer trois probabilités

Un club compte 4040 adhérents. 2525 pratiquent la natation (NN), 1616 pratiquent le tennis (TT) et 66 pratiquent les deux. On choisit un adhérent au hasard.

1. Calculer P(N∩T)P(N\cap T), PN(T)P_N(T) et PT(N)P_T(N).

2. Associer chaque nombre à sa phrase : (a) « parmi les nageurs, la proportion de joueurs de tennis » ; (b) « la proportion d'adhérents qui pratiquent les deux sports » ; (c) « parmi les joueurs de tennis, la proportion de nageurs ».

3. Calculer la probabilité qu'un adhérent qui ne nage pas joue au tennis, et l'écrire avec les notations du cours.

✏️ Correction de l'exercice 6

Question 1

P(N∩T)=640=0,15P(N\cap T)=\dfrac6{40}=0{,}15.

PN(T)=625=0,24P_N(T)=\dfrac{6}{25}=0{,}24 et PT(N)=616=38=0,375P_T(N)=\dfrac6{16}=\dfrac38=0{,}375.

Question 2

Le dénominateur est l'effectif de l'événement « sachant » : (a) est PN(T)=0,24P_N(T)=0{,}24 (on divise par les 2525 nageurs) ; (b) est P(N∩T)=0,15P(N\cap T)=0{,}15 (on divise par les 4040 adhérents) ; (c) est PT(N)=0,375P_T(N)=0{,}375 (on divise par les 1616 joueurs de tennis).

Question 3

Il y a 40−25=1540-25=15 adhérents qui ne nagent pas. Parmi eux, 16−6=1016-6=10 jouent au tennis.

✅ PN‾(T)=1015=23P_{\overline{N}}(T)=\dfrac{10}{15}=\dfrac23.


Exercice 7 (★★) : vrai ou faux

Justifier chaque réponse :

1. Les probabilités des branches issues d'un même nœud ont pour somme 11.

2. P(A∩B)=P(A)×PA(B)P(A\cap B)=P(A)\times P_A(B).

3. On a toujours PA(B)+PA‾(B)=1P_A(B)+P_{\overline{A}}(B)=1.

4. Dans un arbre, la probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins qui le réalisent.

✏️ Correction de l'exercice 7

Affirmation 1

Les issues d'un nœud forment une partition de l'univers conditionnel.

✅ Vrai.

Affirmation 2

C'est la définition de la probabilité conditionnelle, écrite autrement.

✅ Vrai.

Affirmation 3

Contre-exemple de l'exercice 2 : PA(B)+PA‾(B)=0,9+0,4=1,3P_A(B)+P_{\overline{A}}(B)=0{,}9+0{,}4=1{,}3.

❌ Faux.

Affirmation 4

Les chemins sont deux à deux incompatibles.

✅ Vrai.


🎯 Ce qui peut tomber en contrôle

  • Lire un tableau croisé (exercice 1).
  • Compléter un arbre et calculer les chemins (exercice 2).
  • Probabilités totales à deux ou trois événements (exercices 3 et 4).
  • Sans remise (exercice 5).
  • Distinguer P(A∩B)P(A\cap B), PA(B)P_A(B) et PB(A)P_B(A) (exercice 6).

QCM : vérifie tes acquis

6 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.

Question 1 sur 6

Dans un arbre pondéré, la probabilité d'un chemin est :

Question 2 sur 6

PA(B)P_A(B) se calcule par :

Question 3 sur 6

Avec P(A)=0,3P(A)=0{,}3, PA(B)=0,5P_A(B)=0{,}5, PA‾(B)=0,2P_{\overline{A}}(B)=0{,}2, on a P(B)=P(B)= :

Question 4 sur 6

Les événements A1A_1, A2A_2, A3A_3 forment une partition si :

Question 5 sur 6

Dans un groupe de 5050 personnes, 3030 ont un chien (CC) et 1010 ont un chien et un chat. La probabilité qu'une personne ait un chat sachant qu'elle a un chien vaut :

Question 6 sur 6

Dans une urne sans remise, les deux tirages successifs :

Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.

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