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Terminale Spé Maths / Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale / Annales du bac

Bac 2023, Polynésie : exercice 1

7 septembre 2023 · 4 points

Une concession automobile vend des véhicules à moteur électrique et des véhicules à moteur thermique.

Certains clients, avant de se rendre sur le site de la concession, ont consulté la plate- forme numérique de la concession. On a ainsi observé que :

  • 20 % des clients sont intéressés par les véhicules à moteur électrique et 80 % préfèrent s'orienter vers l'achat d'un véhicule à moteur thermique

  • lorsqu'un client souhaite acheter un véhicule à moteur électrique, la probabilité pour que le client ait consulté la plate-forme numérique est de 0,50,5

  • lorsqu'un client souhaite acheter un véhicule à moteur thermique, la probabilité pour que le client ait consulté la plate-forme numérique est de 0,3750,375.

On considère les évènements suivants:

  • CC : « un client a consulté la plate-forme numérique »

  • EE : « un client souhaite acquérir un véhicule à moteur électrique »

  • TT : « un client souhaite acquérir un véhicule à moteur thermique ».

Les clients font des choix indépendants les uns des autres.

    1. Calculer la probabilité qu'un client choisi au hasard souhaite acquérir un véhicule à moteur électrique et ait consulté la plate-forme numérique.

      On pourra utiliser un arbre pondéré.

    2. Démontrer que P(C)=0,4P(C) = 0,4.

    3. On suppose qu'un client a consulté la plate-forme numérique.

      Calculer la probabilité que le client souhaite acheter un véhicule à moteur électrique.

  1. La concession accueille quotidiennement 1717 clients en moyenne.

    On note XX la variable aléatoire donnant le nombre de clients souhaitant acquérir un véhicule à moteur électrique.

    1. Préciser la nature et les paramètres de la loi de probabilité suivie par XX.

    2. Calculer la probabilité qu'au moins trois des clients souhaitent acheter un véhicule à moteur électrique lors d'une journée.

      Donner le résultat arrondi à 10−210^{-2} près.

Voir le corrigé

Les données de l'énoncé se traduisent ainsi :

P(E)=0,2,P(T)=0,8,PE(C)=0,5,PT(C)=0,375.P(E)=0{,}2,\qquad P(T)=0{,}8,\qquad P_E(C)=0{,}5,\qquad P_T(C)=0{,}375.

Un client souhaite acquérir soit un véhicule électrique, soit un véhicule thermique, et pas les deux : les évènements EE et TT sont incompatibles et P(E)+P(T)=1P(E)+P(T)=1. Ils forment donc une partition de l'univers.

Question 1. a)

L'évènement « le client souhaite un véhicule électrique et a consulté la plate-forme » est E∩CE\cap C. D'après la formule des probabilités conditionnelles,

P(E∩C)=P(E)×PE(C)=0,2×0,5=0,1.P(E\cap C)=P(E)\times P_E(C)=0{,}2\times0{,}5=0{,}1.

Donc la probabilité qu'un client souhaite acquérir un véhicule électrique et ait consulté la plate-forme numérique est 0,10{,}1.

Réponse : P(E∩C)=0,1P(E\cap C)=0{,}1.

Question 1. b)

Les évènements EE et TT forment une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales,

P(C)=P(E∩C)+P(T∩C).P(C)=P(E\cap C)+P(T\cap C).

On a P(E∩C)=0,1P(E\cap C)=0{,}1 (question 1. a) et

P(T∩C)=P(T)×PT(C)=0,8×0,375=0,3.P(T\cap C)=P(T)\times P_T(C)=0{,}8\times0{,}375=0{,}3.

Donc

P(C)=0,1+0,3=0,4.P(C)=0{,}1+0{,}3=0{,}4.

On a bien démontré que P(C)=0,4P(C)=0{,}4.

Question 1. c)

On cherche la probabilité de EE sachant CC :

PC(E)=P(E∩C)P(C)=0,10,4=0,25.P_C(E)=\dfrac{P(E\cap C)}{P(C)}=\dfrac{0{,}1}{0{,}4}=0{,}25.

Donc, sachant qu'un client a consulté la plate-forme numérique, la probabilité qu'il souhaite acheter un véhicule à moteur électrique est 0,250{,}25.

Réponse : PC(E)=0,25P_C(E)=0{,}25.

Question 2. a)

On considère un client comme une épreuve de Bernoulli dont le succès est « le client souhaite acquérir un véhicule à moteur électrique », de probabilité p=P(E)=0,2p=P(E)=0{,}2.

La concession accueille 1717 clients, qui font des choix indépendants les uns des autres : on répète donc n=17n=17 fois, de façon identique et indépendante, cette épreuve de Bernoulli.

La variable aléatoire XX compte le nombre de succès : elle suit la loi binomiale de paramètres n=17n=17 et p=0,2p=0{,}2, notée B(17 ; 0,2)\mathcal{B}(17\,;\,0{,}2).

Réponse : X∼B(17 ; 0,2)X\sim\mathcal{B}(17\,;\,0{,}2).

Question 2. b)

On cherche P(X⩾3)P(X\geqslant3). L'évènement contraire de X⩾3X\geqslant3 est X⩽2X\leqslant2, donc

P(X⩾3)=1−P(X⩽2)=1−[P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)].P(X\geqslant3)=1-P(X\leqslant2)=1-\left[P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)\right].

Avec P(X=k)=(17k) 0,2k 0,817−kP(X=k)=\binom{17}{k}\,0{,}2^k\,0{,}8^{17-k} :

P(X=0)=0,817≈0,0225,P(X=1)=17×0,2×0,816≈0,0957,P(X=2)=(172)×0,22×0,815=136×0,04×0,815≈0,1914.\begin{aligned} P(X=0)&=0{,}8^{17}\approx0{,}0225,\\ P(X=1)&=17\times0{,}2\times0{,}8^{16}\approx0{,}0957,\\ P(X=2)&=\binom{17}{2}\times0{,}2^2\times0{,}8^{15}=136\times0{,}04\times0{,}8^{15}\approx0{,}1914. \end{aligned}

Donc P(X⩽2)≈0,3096P(X\leqslant2)\approx0{,}3096 et

P(X⩾3)=1−P(X⩽2)≈0,6904.P(X\geqslant3)=1-P(X\leqslant2)\approx0{,}6904.

Donc, arrondie à 10−210^{-2} près, la probabilité qu'au moins trois clients souhaitent acheter un véhicule à moteur électrique lors d'une journée est 0,690{,}69.

Réponse : P(X⩾3)≈0,69P(X\geqslant3)\approx0{,}69 (valeur plus précise : 0,69040{,}6904).

Points clés attendus

  • Traduire les données en probabilités (P(E)P(E), PE(C)P_E(C), PT(C)P_T(C)) et nommer la partition {E ; T}\{E\,;\,T\} pour la formule des probabilités totales.

  • Distinguer PE(C)P_E(C) et PC(E)P_C(E) : la question 1. c) se traite avec la formule de la probabilité conditionnelle.

  • Justifier la loi binomiale : épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes, avec n=17n=17 et p=0,2p=0{,}2.

  • Passer par l'évènement contraire pour calculer P(X⩾3)P(X\geqslant3) et respecter l'arrondi demandé.

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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

  • Exercice 2 · 6 points · Dérivation et convexité · Limites de fonctions · Continuité et TVI
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  • Exercice 4 · 5 points · Vecteurs, droites et plans de l'espace · Orthogonalité et distances dans l'espace

Revoir le cours

Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2023 (Polynésie, 7 septembre 2023), 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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