Terminale Spé Maths / Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale / Annales du bac
Bac 2026, Amérique du Nord : exercice 1
Une plateforme de diffusion musicale propose trois types d'abonnements : « Étudiant », « Classique » et « Famille ». Elle propose également une option « Écoute hors-ligne » qu'on peut activer pour chaque type d'abonnement et qui permet de télécharger de la musique.
Une étude statistique menée sur les abonnés a permis d'établir que :
des abonnés ont choisi l'abonnement « Étudiant » et ont choisi l'abonnement « Famille »
des abonnés « Étudiant » ont activé l'option « Écoute hors-ligne »
des abonnés « Classique » ont activé l'option « Écoute hors-ligne »
des abonnés ont choisi l'abonnement « Famille » et ont activé l'option « Écoute hors-ligne ».
On prélève au hasard le profil d'un abonné et on considère les évènements suivants :
: l'abonné a choisi l'abonnement « Étudiant »
: l'abonné a choisi l'abonnement « Classique »
: l'abonné a choisi l'abonnement « Famille »
: l'abonné a activé l'option « Écoute hors-ligne ».
Recopier l'arbre de probabilités suivant, en complétant les pointillés:

Calculer la valeur exacte de .
Démontrer que la probabilité qu'un abonné ait activé l'option « Écoute hors-ligne » est de 0,4125.
Un abonné a activé l'option « Écoute hors-ligne ». Déterminer la probabilité qu'il ait choisi l'abonnement « Étudiant ». On arrondira le résultat au millième.
On choisit huit abonnés de cette plateforme, au hasard et de manière indépendante. On considère qu'il y a suffisamment d'abonnés pour que ce choix soit assimilé à un tirage avec remise.
On rappelle que la probabilité qu'un abonné ait activé l'option « Écoute hors-ligne » est de 0,4125.
On note la variable aléatoire donnant le nombre d'abonnés ayant activé l'option « Écoute hors-ligne ».
On admet que la variable aléatoire suit une loi binomiale. Préciser ses paramètres.
Calculer la probabilité qu'aucun de ces huit abonnés n'ait activé l'option « Écoute hors-ligne ». On arrondira le résultat au millième.
Dans cette question, est un entier naturel non nul.
On s'intéresse à un échantillon de abonnés, qu'on assimile à un tirage avec remise.
On note la probabilité qu'au moins un abonné de cet échantillon ait activé l'option « Écoute hors-ligne ».
Démontrer que, pour tout entier naturel non nul, .
Déterminer la plus petite valeur de telle que la probabilité qu'au moins un abonné de l'échantillon ait activé l'option « Écoute hors-ligne » soit supérieure ou égale à .
La plateforme propose les tarifs mensuels suivants :
Abonnement « Étudiant » : 5 € par mois
Abonnement « Classique » : 10 € par mois
Abonnement « Famille » : 16 € par mois
Option « Écoute hors-ligne » : 2 € de plus par mois, quel que soit l'abonnement choisi.
On note la variable aléatoire égale au montant payé mensuellement par un abonné.
Donner les six valeurs possibles prises par la variable aléatoire .
Dresser le tableau décrivant la loi de probabilité de la variable aléatoire .
Démontrer que l'espérance mathématique de la variable aléatoire vaut 10,475 et interpréter ce résultat dans le contexte.
À l'aide de la calculatrice, donner la variance de la variable aléatoire , arrondie au centième.
Une plateforme vidéo propose les mêmes types d'abonnements. On note la variable aléatoire égale au montant payé mensuellement par un abonné à cette plateforme vidéo.
On admet que l'espérance de la variable aléatoire vaut 9 et son écart-type 2.
Calculer la variance de la variable aléatoire .
Un responsable affirme que, si on interroge un abonné de cette plateforme vidéo au hasard, il y a au moins de chances pour que le prix de son abonnement soit strictement compris entre 6 et 12 euros.
Justifier cette affirmation.
Voir le corrigé
Partie A
Question 1. Complétons l'arbre à partir des données de l'énoncé.
L'énoncé donne et .
Les évènements , , correspondent aux trois types d'abonnement : ils sont deux à deux incompatibles et leur réunion est l'univers. Donc
L'énoncé donne aussi et .
Pour la branche , l'énoncé donne . Par définition de la probabilité conditionnelle (avec ) :
Les deux branches issues d'un même nœud ont des probabilités de somme :
Donc l'arbre complété est le suivant :
branches du premier niveau :
sur la branche : et
sur la branche : et
sur la branche : et .
Question 2. D'après la formule des probabilités composées (définition de la probabilité conditionnelle) :
Sous forme de fraction : .
Donc la probabilité que l'abonné ait choisi l'abonnement « Étudiant » et activé l'option est .
Réponse : .
Question 3. Les évènements , et sont deux à deux incompatibles et leur réunion est l'univers : ils forment une partition de l'univers.
D'après la formule des probabilités totales :
On a (question 2) et (énoncé).
On a .
Donc
Donc la probabilité qu'un abonné ait activé l'option « Écoute hors-ligne » est bien égale à .
Question 4. On cherche la probabilité de sachant , c'est-à-dire . L'évènement est de probabilité non nulle, donc
Donc, sachant qu'un abonné a activé l'option « Écoute hors-ligne », la probabilité qu'il ait choisi l'abonnement « Étudiant » est , arrondie au millième.
Réponse : .
Partie B
Question 1. On choisit huit abonnés au hasard et de manière indépendante, avec assimilation à un tirage avec remise. Chaque choix est une épreuve de Bernoulli dont le succès est « l'abonné a activé l'option », de probabilité (partie A). Ces épreuves sont identiques et indépendantes.
compte le nombre de succès : suit donc la loi binomiale de paramètres et .
Réponse : .
Question 2. On cherche . D'après la formule de la loi binomiale :
À la calculatrice, .
Donc la probabilité qu'aucun des huit abonnés n'ait activé l'option est environ , arrondie au millième.
Réponse : .
Question 3. a) Soit un entier naturel non nul. Le nombre d'abonnés de l'échantillon ayant activé l'option suit la loi binomiale de paramètres et (mêmes justifications qu'à la question 1 de la partie B).
L'évènement « au moins un abonné a activé l'option » est l'évènement contraire de « aucun abonné n'a activé l'option », c'est-à-dire de .
Donc
Donc, pour tout entier , .
Question 3. b) On cherche le plus petit entier tel que .
La fonction est strictement croissante sur , et les deux membres sont strictement positifs : on peut donc l'appliquer en conservant le sens de l'inégalité.
Comme , on a . En divisant par ce nombre strictement négatif, le sens de l'inégalité change :
Contrôle numérique : et .
Donc le plus petit entier convenable est : il faut un échantillon d'au moins abonnés pour que la probabilité qu'au moins un d'entre eux ait activé l'option soit supérieure ou égale à .
Réponse : .
Partie C
Question 1. Le montant mensuel est le prix de l'abonnement, augmenté de euros si l'option est activée.
Sans option : euros (Étudiant), euros (Classique), euros (Famille).
Avec option : euros, euros, euros.
Donc les six valeurs possibles de sont , , , , et (en euros).
Réponse : prend les valeurs , , , , , .
Question 2. Chaque valeur de correspond à un couple (abonnement, option). On utilise l'arbre complété à la question 1 de la partie A.
.
Vérification : .
Donc la loi de probabilité de est la suivante, en donnant pour chaque valeur la probabilité :
:
:
:
:
:
: .
Question 3. Par définition de l'espérance :
On calcule chaque produit :
Donc
Interprétation : sur un grand nombre d'abonnés, le montant mensuel moyen payé par un abonné est de euros.
Question 4. On utilise la formule de König-Huygens : .
On a
Donc
Donc la variance de est , arrondie au centième (ce que donne aussi la calculatrice en mode statistiques à une variable).
Réponse : .
Question 5. a) La variance est le carré de l'écart-type : .
Donc .
Réponse : .
Question 5. b) On a et .
L'évènement équivaut à , c'est-à-dire à . Son contraire est .
L'inégalité de Bienaymé-Tchebychev s'applique à la variable aléatoire , d'espérance et de variance : pour tout réel ,
Avec :
Donc
Or .
Donc : l'affirmation du responsable est justifiée, il y a au moins de chances que le prix de l'abonnement d'un abonné pris au hasard soit strictement compris entre et euros.
Points clés attendus
Calculer à partir de et , et compléter l'arbre avec les probabilités des évènements contraires.
Citer la partition pour la formule des probabilités totales.
Justifier la loi binomiale (répétition de épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes) et donner ses paramètres.
Résoudre avec le logarithme en changeant le sens de l'inégalité (car ).
Écrire l'évènement sous la forme avant d'appliquer l'inégalité de Bienaymé-Tchebychev à son contraire.
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.
Les autres exercices de ce sujet
Revoir le cours
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2026 (Amérique du Nord, 20 mai 2026 (jour 1)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (François Kriegk) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
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