Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac
Bac 2024, Centres étrangers - Suède : exercice 2
Au cours d'une séance, un joueur de volley-ball s'entraîne à faire des services. La probabilité qu'il réussisse le premier service est égale à 0,85.
On suppose de plus que les deux conditions suivantes sont réalisées:
si le joueur réussit un service, alors la probabilité qu'il réussisse le suivant est égale à 0,6
si le joueur ne réussit pas un service, alors la probabilité qu'il ne réussisse pas le suivant est égale à 0,6.
Pour tout entier naturel non nul, on note l'évènement « le joueur réussit le -ième service » et l'évènement contraire.
Partie A
On s'intéresse aux deux premiers services de l'entraînement.
Représenter la situation par un arbre pondéré.
Démontrer que la probabilité de l'évènement est égale à 0,57.
Sachant que le joueur a réussi le deuxième service, calculer la probabilité qu'il ait raté le premier.
Soit la variable aléatoire égale au nombre de services réussis au cours des deux premiers services.
Déterminer la loi de probabilité de (on pourra utiliser l'arbre pondéré de la question 1).
Calculer l'espérance mathématique de la variable aléatoire .
Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
Partie B
On s'intéresse maintenant au cas général.
Pour tout entier naturel non nul, on note la probabilité de l'évènement .
Donner les probabilités conditionnelles et .
Montrer que, pour tout entier naturel non nul , on a : .
Soit la suite définie pour tout entier naturel non nul par : .
Montrer que la suite est une suite géométrique.
Déterminer l'expression de en fonction de . En déduire la limite de la suite .
Interpréter cette limite dans le contexte de l'exercice.
Voir le corrigé
Partie A
Question 1. Les données de l'énoncé se traduisent par :
, donc
, donc
, donc .
L'arbre pondéré comporte donc deux branches issues de la racine : (pondérée par ) et (pondérée par ).
De partent deux branches : (pondérée par ) et (pondérée par ).
De partent deux branches : (pondérée par ) et (pondérée par ).
Question 2. Les évènements et forment une partition de l'univers (ils sont incompatibles et de réunion égale à l'univers).
D'après la formule des probabilités totales :
Donc la probabilité que le joueur réussisse le deuxième service est bien .
Question 3. On cherche la probabilité que le joueur ait raté le premier service sachant qu'il a réussi le deuxième, c'est-à-dire .
Par définition de la probabilité conditionnelle, comme :
Or , et d'après la question 2. Donc
Donc, sachant que le joueur a réussi le deuxième service, la probabilité qu'il ait raté le premier est , soit environ (arrondie au millième).
Réponse : .
Question 4. a) La variable aléatoire compte le nombre de services réussis parmi les deux premiers : elle prend les valeurs , et .
On lit les probabilités sur l'arbre en multipliant les probabilités le long des branches.
Pour , les deux services sont ratés :
Pour , les deux services sont réussis :
Pour , un seul des deux services est réussi : c'est la réunion des deux évènements incompatibles et , donc
Vérification : .
Donc la loi de probabilité de est donnée par , et .
Réponse : .
Question 4. b) Par définition de l'espérance :
Interprétation : sur un grand nombre de séances d'entraînement, le joueur réussit en moyenne service sur ses deux premiers services.
Réponse : .
Partie B
Question 1. a) D'après l'énoncé, si le joueur réussit un service, la probabilité qu'il réussisse le suivant est s'il ne réussit pas un service, la probabilité qu'il ne réussisse pas le suivant est . Donc, pour tout entier :
On en déduit, par probabilité de l'évènement contraire, .
Réponse : et .
Question 1. b) Soit un entier naturel non nul. Les évènements et forment une partition de l'univers.
D'après la formule des probabilités totales, avec et :
Donc, pour tout entier naturel non nul , .
Question 2. a) Soit un entier naturel non nul. On exprime en fonction de , puis de :
Le premier terme est .
Donc la suite est géométrique de raison et de premier terme .
Question 2. b) Le premier terme étant , le terme général d'une suite géométrique donne, pour tout entier :
Comme , on obtient
On a , donc, d'après la limite d'une suite géométrique de raison comprise strictement entre et , .
Par opérations sur les limites :
Donc pour tout , et la suite converge vers .
Réponse : .
Question 2. c) La limite de est : au bout d'un grand nombre de services, la probabilité que le joueur réussisse le -ième service est proche de .
Autrement dit, après un grand nombre de services, le joueur a environ une chance sur deux de réussir un service, quel que soit le résultat du premier service.
Points clés attendus
Traduire les données en probabilités conditionnelles et construire l'arbre avec les branches complémentaires.
Citer la formule des probabilités totales en précisant la partition utilisée ( puis ).
Pour la probabilité conditionnelle, écrire la définition avant le calcul.
Démontrer le caractère géométrique de en factorisant , sans oublier le premier terme .
Faire attention à l'indice de départ : la suite commence à , d'où l'exposant .
Interpréter l'espérance et la limite dans le contexte de l'exercice.
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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Revoir le cours
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Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2024 (Centres étrangers - Suède, 7 juin 2024), 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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