Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac
Bac 2023, Centres étrangers 2 : exercice 2
Dans un souci de préservation de l'environnement, Monsieur Durand décide de se rendre chaque matin au travail en utilisant son vélo ou les transports en commun.
S'il choisit de prendre les transports en commun un matin, il reprend les transports en commun le lendemain avec une probabilité égale à .
S'il utilise son vélo un matin, il reprend son vélo le lendemain avec une probabilité égale à .
Pour tout entier naturel non nul, on note:
l'évènement « Monsieur Durand utilise les transports en commun le -ième jour »
l'évènement « Monsieur Durand utilise son vélo le -ième jour »
On note la probabilité de l'évènement ,
Le premier matin, il décide d'utiliser les transports en commun. Ainsi, la probabilité de l'évènement est .
Recopier et compléter l'arbre pondéré ci-dessous représentant la situation pour les 2e{} et 3e{} jours,

Calculer
Le 3e{} jour, M. Durand utilise son vélo.
Calculer la probabilité qu'il ait pris les transports en commun la veille.
Recopier et compléter l'arbre pondéré ci-dessous représentant la situation pour les -ième et -ième jours.

Montrer que, pour tout entier naturel non nul, .
Montrer par récurrence que, pour tout entier naturel non nul, on a
Déterminer la limite de la suite et interpréter le résultat dans le contexte de l'exercice.
Voir le corrigé
Question 1.
Traduisons les données de l'énoncé en probabilités conditionnelles.
Si M. Durand prend les transports en commun un matin, il les reprend le lendemain avec la probabilité . Donc, pour tout , et, par évènement contraire, .
S'il prend son vélo un matin, il le reprend le lendemain avec la probabilité . Donc et .
Les pondérations de l'arbre sont donc :
de vers : de vers :
de vers : de vers :
de vers : de vers : .
Question 2.
Les évènements et sont contraires : ils forment une partition de l'univers.
D'après la formule des probabilités totales,
On a et . Donc
Donc la probabilité que M. Durand prenne les transports en commun le troisième jour est .
Réponse : .
Question 3.
On cherche la probabilité qu'il ait pris les transports en commun la veille, sachant qu'il utilise son vélo le troisième jour, c'est-à-dire .
Par définition d'une probabilité conditionnelle,
On calcule le numérateur :
On calcule le dénominateur, par évènement contraire de :
Donc
Donc, sachant que M. Durand utilise son vélo le troisième jour, la probabilité qu'il ait pris les transports en commun la veille est .
Réponse : .
Question 4.
On a , donc . Les pondérations de l'arbre sont :
de l'origine vers : de l'origine vers :
de vers : de vers :
de vers : de vers : .
Question 5.
Soit un entier naturel non nul. Les évènements et forment une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales,
On remplace par les valeurs de l'arbre :
Donc, pour tout entier naturel non nul, .
Question 6.
Pour tout entier naturel , on note la propriété
Initialisation.
Pour : , et . Donc est vraie.
Hérédité.
Soit un entier fixé tel que soit vraie, c'est-à-dire (hypothèse de récurrence). Montrons que est vraie.
D'après la question 5, puis d'après l'hypothèse de récurrence :
C'est exactement : .
Conclusion.
est vraie et est héréditaire : d'après le principe de récurrence, est vraie pour tout entier naturel .
Donc, pour tout entier naturel non nul, .
Question 7.
On a . D'après la limite d'une suite géométrique de raison avec ,
Par produit et somme,
Interprétation : à long terme, la probabilité que M. Durand prenne les transports en commun un jour donné se stabilise autour de , et la probabilité qu'il prenne son vélo autour de .
Réponse : .
Points clés attendus
Traduire correctement l'énoncé en probabilités conditionnelles, en utilisant les évènements contraires pour les branches manquantes.
Citer la formule des probabilités totales avec la partition aux questions 2 et 5.
Pour la question 3, reconnaître une probabilité conditionnelle à l'envers et l'écrire comme un quotient.
Rédiger la récurrence complète (initialisation en , hérédité avec la relation de la question 5, conclusion).
Citer la limite d'une suite géométrique de raison comprise entre et , puis interpréter dans le contexte.
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.
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Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2023 (Centres étrangers 2, 21 mars 2023 (jour 1)), 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.
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