Terminale Spé Maths / Chapitre 13 : Sommes de variables aléatoires et concentration / Annales du bac
Bac 2025, Amérique du Nord : exercice 1
Au basket-ball, il est possible de marquer des paniers rapportant un point, deux points ou trois points.
Les parties A et B sont indépendantes.
Partie A
L'entraineur d'une équipe de basket décide d'étudier les statistiques de réussite des lancers de ses joueurs. Il constate qu'à l'entrainement, lorsque Victor tente un panier à trois points, il le réussit avec une probabilité de .
Lors d'un entrainement, Victor effectue une série de lancers à trois points. On suppose que ces lancers sont indépendants.
On note la variable aléatoire qui donne le nombre de paniers marqués.
Les résultats des probabilités demandées seront, si nécessaire, arrondis au millième.
On admet que la variable aléatoire suit une loi binomiale. Préciser ses paramètres.
Calculer la probabilité que Victor réussisse exactement 4 paniers lors de cette série.
Déterminer la probabilité que Victor réussisse au plus 6 paniers lors de cette série.
Déterminer l'espérance de la variable aléatoire .
On note la variable aléatoire qui donne le nombre de points marqués après cette série de lancers.
Exprimer en fonction de .
En déduire l'espérance de la variable aléatoire . Donner une interprétation de cette valeur dans le contexte de l'exercice.
Calculer .
Partie B
On note la variable aléatoire donnant le nombre de points marqués par Victor lors d'un match.
On admet que l'espérance et la variance .
Victor joue matchs, où est un nombre entier strictement positif.
On note les variables aléatoires donnant le nombre de points marqués au cours des -ième matchs. On admet que les variables aléatoires sont indépendantes et suivent la même loi que celle de .
On pose .
Dans cette question, on prend .
Que représente la variable aléatoire ?
Déterminer l'espérance et la variance de .
Démontrer que .
En déduire que la probabilité de l'évènement « » est strictement supérieure à 0,85.
Indiquer, en justifiant, si l'affirmation suivante est vraie ou fausse :
« Il n'existe aucun entier naturel tel que ».
Voir le corrigé
Partie A
Question 1.
On répète fois la même expérience : un lancer à trois points de Victor.
Chaque lancer n'a que deux issues : le succès (« le panier est marqué »), de probabilité , ou l'échec, de probabilité . C'est une épreuve de Bernoulli de paramètre .
Les lancers sont identiques et, d'après l'énoncé, indépendants.
compte le nombre de succès au cours de ces épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes.
Donc suit la loi binomiale de paramètres et .
Réponse : .
Question 2.
Pour une loi binomiale , on a, pour tout entier tel que :
Avec , et :
On a .
On obtient, à la calculatrice :
Donc la probabilité que Victor réussisse exactement paniers lors de cette série est environ (arrondie au millième).
Réponse : .
Question 3.
Réussir au plus paniers correspond à l'évènement .
On a .
À la calculatrice (fonction de répartition de la loi binomiale), on obtient :
Donc la probabilité que Victor réussisse au plus paniers lors de cette série est environ (arrondie au millième).
Réponse : .
Question 4.
Pour une variable aléatoire qui suit la loi binomiale , on a .
Donc
Donc, sur un grand nombre de séries de lancers, Victor réussit en moyenne paniers par série.
Réponse : .
Question 5. a)
Chaque panier marqué à trois points rapporte points, et un lancer manqué n'en rapporte aucun.
Donc le nombre de points marqués est le triple du nombre de paniers marqués :
Question 5. b)
Par linéarité de l'espérance, pour tout réel , .
Donc
Interprétation : si Victor répète de nombreuses fois des séries de lancers à trois points, il marque en moyenne points par série.
Réponse : .
Question 5. c)
Comme , on a les équivalences :
Les évènements et sont donc identiques.
Comme ne prend que des valeurs entières, les valeurs de comprises entre et sont celles de qui ne sont pas dans :
À la calculatrice, et .
Donc
Donc la probabilité que Victor marque entre et points lors de cette série est environ (arrondie au millième).
Réponse : .
Partie B
Question 1. a)
La variable est la moyenne des nombres de points marqués lors de chacun des matchs.
Donc représente le nombre moyen de points marqués par Victor par match, sur une série de matchs.
Question 1. b)
Espérance. Par linéarité de l'espérance, et comme chaque a la même loi que :
Variance. Les variables sont indépendantes, donc la variance de leur somme est la somme de leurs variances. De plus, pour tout réel .
Donc
Donc et .
Réponse : et .
Question 1. c)
Inégalité de Bienaymé-Tchebychev : pour toute variable aléatoire d'espérance et de variance , et pour tout réel ,
On l'applique à , d'espérance et de variance (question précédente), avec :
Donc .
Question 1. d)
On a les équivalences :
L'évènement est donc le contraire de l'évènement .
Donc, d'après la question précédente :
Or .
Donc la probabilité de l'évènement « » est strictement supérieure à .
Question 2.
L'affirmation est fausse.
Soit un entier naturel non nul. Par le même calcul qu'à la question 1. b), on a
L'inégalité de Bienaymé-Tchebychev, appliquée à avec , donne
Cherchons tel que :
Prenons . On a
Donc il existe un entier naturel (par exemple ) tel que : l'affirmation est fausse.
Points clés attendus
Justifier la loi binomiale : épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes, de probabilité de succès .
Utiliser la linéarité de l'espérance pour , et interpréter en contexte.
Passer de à pour , puis utiliser .
Calculer et en citant l'indépendance, puis citer l'inégalité de Bienaymé-Tchebychev avec ses hypothèses.
Passer à l'évènement contraire pour minorer .
Pour le vrai/faux, exhiber un entier qui convient (majoration en ).
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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- Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale : le cours · exercices type bac corrigés
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2025 (Amérique du Nord, 22 mai 2025 (jour 2)), 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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