Terminale Spé Maths / Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale / Annales du bac
Bac 2024, Centres étrangers : exercice 1
Partie A
On définit la fonction sur l'intervalle [0 1] par :
Démontrer que, pour tout appartenant à l'intervalle [0 1],
Déterminer le sens de variation de la fonction sur l'intervalle [0 1].
Partie B
La lutte contre le dopage passe notamment par la réalisation de contrôles antidopage qui visent à déterminer si un sportif a fait usage de substances interdites.
Lors d'une compétition rassemblant 1000 sportifs, une équipe médicale teste tous les concurrents. On propose d'étudier la fiabilité de ce test.
On appelle le réel compris entre 0 et 1 qui désigne la proportion de sportifs dopés.
Lors de l'élaboration de ce test, on a pu déterminer que :
la probabilité qu'un sportif soit déclaré positif sachant qu'il est dopé est égale à 0,96
la probabilité qu'un sportif soit déclaré positif sachant qu'il n'est pas dopé est égale à 0,03.
On note :
l'évènement : « le sportif est dopé ».
l'évènement : « le test est positif ».
Recopier et compléter l'arbre de probabilité ci-dessous :

Déterminer, en fonction de , la probabilité qu'un sportif soit dopé et ait un test positif.
Démontrer que la probabilité de l'évènement est égale à .
Pour cette question uniquement, on suppose qu'il y a sportifs dopés parmi les 1000 testés.
La fonction désigne la fonction définie à la partie A.
Démontrer que la probabilité qu'un sportif soit dopé sachant que son test est positif est égale à . En donner une valeur arrondie au centième.
On appelle valeur prédictive positive d'un test la probabilité que le sportif soit réellement dopé lorsque le résultat du test est positif.
Déterminer à partir de quelle valeur de la valeur prédictive positive du test étudié sera supérieure ou égale à . Arrondir le résultat au centième.
Un responsable de la compétition décide de ne plus tester l'ensemble des sportifs, mais de cibler les sportifs les plus performants supposés être plus fréquemment dopés.
Quelle est la conséquence de cette décision sur la valeur prédictive positive du test ?
Argumenter en utilisant un résultat de la partie A.
Voir le corrigé
Partie A
Question 1. La fonction est définie sur par avec
Les fonctions et sont dérivables sur (fonctions affines).
Pour tout , on a : le dénominateur ne s'annule pas, donc est dérivable sur .
On a et .
D'après la formule de dérivation d'un quotient , pour tout :
Or .
Donc, pour tout :
Question 2. Pour tout :
le numérateur est strictement positif
le dénominateur est un carré de réel non nul, donc strictement positif.
Le quotient est donc strictement positif : pour tout .
Une fonction dérivable dont la dérivée est strictement positive sur un intervalle est strictement croissante sur cet intervalle.
Donc la fonction est strictement croissante sur .
On a et : croît de à .
Partie B
Question 1. On traduit les données de l'énoncé en probabilités.
La proportion de sportifs dopés est , donc et .
« La probabilité qu'un sportif soit déclaré positif sachant qu'il est dopé est égale à » donne .
« La probabilité qu'un sportif soit déclaré positif sachant qu'il n'est pas dopé est égale à » donne .
Les évènements et sont contraires, donc leurs probabilités conditionnelles sachant un même évènement ont pour somme :
L'arbre complété est donc le suivant.
Branche (probabilité ) : vers avec , vers avec .
Branche (probabilité ) : vers avec , vers avec .
Question 2. On cherche .
D'après la formule des probabilités conditionnelles, .
Donc
Donc la probabilité qu'un sportif soit dopé et ait un test positif est .
Réponse : .
Question 3. Les évènements et sont incompatibles et leur réunion est l'univers : ils forment une partition de l'univers (un sportif est soit dopé, soit non dopé).
D'après la formule des probabilités totales :
On a (question 2) et
Donc
Donc la probabilité de l'évènement est égale à .
Question 4. Avec sportifs dopés parmi les testés, la proportion de sportifs dopés est
On cherche la probabilité qu'un sportif soit dopé sachant que son test est positif, c'est-à-dire .
Comme , la formule des probabilités conditionnelles donne, avec les questions 2 et 3 :
Pour :
Donc la probabilité qu'un sportif soit dopé sachant que son test est positif est égale à , soit environ au centième près.
Réponse : .
Question 5. a) La valeur prédictive positive du test est .
On cherche les tels que .
Comme sur , on peut multiplier les deux membres par ce nombre sans changer le sens de l'inégalité :
Or , et .
Donc la valeur prédictive positive du test est supérieure ou égale à à partir de , soit environ au centième près (environ de sportifs dopés).
Réponse : , soit .
5. b) D'après la partie A, la fonction est strictement croissante sur .
Cibler les sportifs supposés plus fréquemment dopés revient à tester une population où la proportion de sportifs dopés est plus grande.
Comme la valeur prédictive positive est et que est croissante, elle augmente avec .
Donc cette décision augmente la valeur prédictive positive du test : un test positif devient plus probablement le signe d'un réel dopage.
Points clés attendus
Dériver un quotient en citant et justifier que le dénominateur ne s'annule pas.
Déduire le sens de variation du signe de (numérateur et carré strictement positifs).
Citer la formule des probabilités totales avec la partition .
Reconnaître pour relier les parties A et B.
Résoudre l'inéquation en justifiant le signe du dénominateur, puis arrondir au centième.
Argumenter la question 5. b) avec la croissance de établie en partie A.
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 2024 (Centres étrangers, 5 juin 2024 (jour 1)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès et François Hache) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
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