Terminale Spé Maths / Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale / Annales du bac
Bac 2022, Asie : exercice 3
Principaux domaines abordés: Probabilités conditionnelles et indépendance. Variables aléatoires.
Les deux parties de cet exercice sont indépendantes.
Partie 1
Julien doit prendre l'avion il a prévu de prendre le bus pour se rendre à l'aéroport.
S'il prend le bus de h, il est sûr d'être à l'aéroport à temps pour son vol.
Par contre, le bus suivant ne lui permettrait pas d'arriver à temps à l'aéroport.
Julien est parti en retard de son appartement et la probabilité qu'il manque son bus est de .
S'il manque son bus, il se rend à l'aéroport en prenant une compagnie de voitures privées il a alors une probabilité de d'être à l'heure à l'aéroport.
On notera :
l'évènement: « Julien réussit à prendre son bus »
l'évènement: « Julien est à l'heure à l'aéroport pour son vol ».
Donner la valeur de .
Représenter la situation par un arbre pondéré.
Montrer que .
Si Julien est à l'heure à l'aéroport pour son vol, quelle est la probabilité qu'il soit arrivé à l'aéroport en bus ? Justifier.
Partie 2
Les compagnies aériennes vendent plus de billets qu'il n'y a de places dans les avions car certains passagers ne se présentent pas à l'embarquement du vol sur lequel ils ont réservé. On appelle cette pratique le surbooking.
Au vu des statistiques des vols précédents, la compagnie aérienne estime que chaque passager a 5 % de chance de ne pas se présenter à l'embarquement.
Considérons un vol dans un avion de places pour lequel billets ont été vendus. On suppose que la présence à l'embarquement de chaque passager est indépendante des autres passagers et on appelle la variable aléatoire qui compte le nombre de passagers se présentant à l'embarquement.
Justifier que suit une loi binomiale dont on précisera les paramètres.
En moyenne, combien de passagers vont-ils se présenter à l'embarquement ?
Calculer la probabilité que passagers se présentent à l'embarquement. Le résultat sera arrondi à près.
Calculer , le résultat sera arrondi à près. Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
La compagnie aérienne vend chaque billet à euros.
Si plus de passagers se présentent à l'embarquement, la compagnie doit rembourser le billet d'avion et payer une pénalité de euros à chaque passager lésé.
On appelle :
la variable aléatoire égale au nombre de passagers qui ne peuvent pas embarquer bien qu'ayant acheté un billet
la variable aléatoire qui totalise le chiffre d'affaire de la compagnie aérienne sur ce vol.
On admet que suit la loi de probabilité donnée par le tableau suivant:
0 1 2 3 4 5 6 0,94775 0,03063 0,01441 0,00539 0,00151 0,00028 Compléter la loi de probabilité donnée ci-dessus en calculant .
Justifier que: .
Donner la loi de probabilité de la variable aléatoire sous forme d'un tableau.
Calculer l'espérance de la variable aléatoire à l'euro près.
Comparer le chiffre d'affaires obtenu en vendant exactement billets et le chiffre d'affaires moyen obtenu en pratiquant le surbooking.
Voir le corrigé
Partie 1
Données de l'énoncé : la probabilité que Julien manque son bus est , donc
S'il prend le bus de h, il est sûr d'être à l'heure : . S'il manque son bus, il est à l'heure avec la probabilité : .
Question 1. L'énoncé indique que, s'il prend le bus de h, Julien est sûr d'être à l'aéroport à temps. Donc
Réponse : .
Question 2. L'arbre pondéré comporte deux niveaux. À la racine, deux branches :
avec la probabilité
avec la probabilité .
Depuis , deux branches : avec et avec .
Depuis , deux branches : avec et avec .
Question 3. Les évènements et sont de probabilités non nulles et forment une partition de l'univers.
D'après la formule des probabilités totales,
On remplace par les valeurs :
Donc la probabilité que Julien soit à l'heure à l'aéroport est .
Question 4. On cherche la probabilité que Julien soit arrivé en bus sachant qu'il est à l'heure, c'est-à-dire .
D'après la définition de la probabilité conditionnelle, avec ,
On a . Donc
Donc, sachant que Julien est à l'heure à l'aéroport, la probabilité qu'il y soit arrivé en bus est .
Réponse : .
Partie 2
Question 1. Pour chaque passager, on considère l'épreuve : « le passager se présente à l'embarquement ». C'est une épreuve de Bernoulli de probabilité de succès .
Il y a passagers (un par billet vendu). L'énoncé indique que la présence de chaque passager est indépendante de celle des autres, et la probabilité de se présenter est la même pour tous.
On répète donc épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes, de même probabilité de succès . La variable aléatoire compte le nombre de succès.
Donc suit la loi binomiale de paramètres et .
Question 2. Pour une loi binomiale, l'espérance est :
Donc, en moyenne, passagers se présentent à l'embarquement.
Réponse : .
Question 3. Puisque suit la loi binomiale de paramètres et ,
À la calculatrice, .
Donc la probabilité que passagers se présentent est environ (arrondie au millième).
Réponse : .
Question 4. À la calculatrice, .
Donc (arrondie au millième).
Interprétation : l'avion compte places, donc signifie que tous les passagers qui se présentent peuvent embarquer. La probabilité que la compagnie n'ait aucun passager lésé est d'environ .
Réponse : .
Question 5. a) La somme des probabilités d'une loi de probabilité vaut .
On additionne les probabilités connues :
Donc
Réponse : .
Question 5. b) La compagnie vend billets à euros : la recette de la vente est euros.
Chacun des passagers qui ne peuvent pas embarquer est remboursé ( euros) et reçoit une pénalité de euros. La compagnie perd donc euros par passager lésé.
Donc le chiffre d'affaires est
Question 5. c) Pour chaque valeur de , la valeur correspondante de est . La loi de est la suivante :
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour )
avec la probabilité (pour ).
Calcul de l'espérance. Par linéarité de l'espérance, .
On a
Donc
Donc l'espérance du chiffre d'affaires est environ euros (arrondie à l'euro).
Réponse : euros.
Question 5. d) En vendant exactement billets, aucun passager n'est lésé et le chiffre d'affaires est euros.
En pratiquant le surbooking, le chiffre d'affaires moyen est d'environ euros.
Comme , le surbooking procure en moyenne environ euros de plus : il est avantageux pour la compagnie, en moyenne.
Points clés attendus
Traduire les données en probabilités : , , .
Citer la formule des probabilités totales avec la partition , puis la définition de la probabilité conditionnelle.
Justifier la loi binomiale : épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes, de probabilité .
Donner les valeurs approchées demandées au millième et interpréter dans le contexte.
Justifier puis calculer l'espérance de pour comparer avec euros.
Corrigé rédigé par + qu'un prof. Cherche d'abord seul, puis compare avec ta propre rédaction.
Comment t'entraîner
Chronomètre-toi, rédige sur papier comme le jour du bac, puis seulement après regarde le cours. Si tu bloques sur une question, écris « on admet que… » et passe à la suivante.
Les autres exercices de ce sujet
Revoir le cours
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2022 (Asie, 18 mai 2022), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
Un doute sur un exercice ou sur ta méthode de rédaction ? On en parle ensemble, sans engagement.
Réserver un appel découverte