Fiche 1 : probabilités conditionnelles et indépendance
Huit exercices pour maîtriser les probabilités conditionnelles :
lecture et calcul avec un arbre pondéré ;
formule des probabilités totales et inversion du conditionnement (dépistage) ;
partition à trois événements (machines) ;
indépendance de deux événements ;
tirages sans remise ;
épreuve à deux niveaux ;
démonstration d'une propriété de l'indépendance ;
vrai/faux.
Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend au bac :
événements définis par des lettres ;
données de l'énoncé traduites en probabilités ;
formule citée (composées, totales) ;
résultat sous forme de fraction irréductible puis de valeur approchée ;
conclusion en contexte.
💡 Le modèle de rédaction d'une probabilité conditionnelle
« On note M l'événement « la personne est malade » et T l'événement « le test est positif ». D'après l'énoncé, P(M)=0,02, PM(T)=0,95 et PM(T)=0,90, donc PM(T)=0,10.
(M,M) est une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :
Donc PT(M)=P(T)P(M∩T)=0,1170,019=11719≈0,162. »
Définis les événements, puis traduis chaque donnée en probabilité.
Cite la formule utilisée : composées, totales, définition de PB(A).
Conclus par une phrase en contexte.
⚠️ Les pièges classiques
Confondre PA(B) et PB(A).
Oublier de traduire « sachant que » par une probabilité conditionnelle.
Oublier un chemin de l'arbre dans la formule des probabilités totales.
Conclure à l'indépendance sans avoir vérifié P(A∩B)=P(A)P(B).
😄 Un test positif à 95% de fiabilité ne veut pas dire 95% de chances d'être malade. Les probabilités conditionnelles ont ruiné plus d'inquiétudes que d'assurances.
Exercice 1 (★) : lire un arbre pondéré
Deux événements A et B vérifient :
P(A)=0,4 ;
PA(B)=0,7 ;
PA(B)=0,2.
1. Calculer P(A∩B), P(A∩B), P(A∩B).
2. Calculer P(B).
3. Calculer PB(A).
✏️ Correction de l'exercice 1
Question 1
D'après la formule des probabilités composées, P(A∩B)=P(A)×PA(B).
P(A∩B)=0,4×0,7
✅ P(A∩B)=0,28
PA(B)=1−0,7=0,3, donc P(A∩B)=0,4×0,3.
✅ P(A∩B)=0,12
P(A)=1−0,4=0,6, donc P(A∩B)=0,6×0,2.
✅ P(A∩B)=0,12
Question 2
(A,A) est une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :
P(B)=P(A∩B)+P(A∩B)=0,28+0,12
✅ P(B)=0,40
Question 3
PB(A)=P(B)P(A∩B)=0,400,28
✅ PB(A)=0,7
Exercice 2 (★★) : le dépistage
Une maladie touche 2% d'une population. Un test la détecte chez 95% des malades. Il est négatif chez 90% des personnes non malades.
On choisit une personne au hasard dans la population.
1. Représenter la situation par un arbre pondéré.
2. Calculer la probabilité que le test soit positif.
3. Le test est positif. Quelle est la probabilité que la personne soit malade ?
4. Le test est négatif. Quelle est la probabilité que la personne ne soit pas malade ?
✏️ Correction de l'exercice 2
On note M : « la personne est malade » et T : « le test est positif ».
Les données donnent P(M)=0,02, PM(T)=0,95 et PM(T)=0,90.
Question 1
L'arbre pondéré :
M (0,02)
T (0,95)
T (0,05)
M (0,98)
T (0,10)
T (0,90)
Question 2
(M,M) est une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :
Interprétation : malgré un test « fiable », un test positif ne signale un malade que dans environ 16% des cas, car la maladie est rare : les faux positifs sont plus nombreux que les vrais.
Question 4
P(T)=1−0,117=0,883 et P(M∩T)=0,98×0,90=0,882.
PT(M)=0,8830,882
✅ PT(M)=883882≈0,9989
Exercice 3 (★★) : trois machines
Une usine possède trois machines M1, M2, M3 qui produisent respectivement 50%, 30% et 20% des pièces. Les taux de pièces défectueuses sont 2%, 3% et 5%.
On prélève une pièce au hasard. On note D l'événement « la pièce est défectueuse ».
1. Calculer P(D).
2. La pièce est défectueuse. Calculer la probabilité qu'elle vienne de chacune des trois machines. Que constate-t-on ?
✏️ Correction de l'exercice 3
On note Mi : « la pièce vient de la machine Mi ».
P(M1)=0,5, P(M2)=0,3, P(M3)=0,2 et PM1(D)=0,02, PM2(D)=0,03, PM3(D)=0,05.
Question 1
(M1,M2,M3) est une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :
P(D)=0,5×0,02+0,3×0,03+0,2×0,05=0,010+0,009+0,010
✅ P(D)=0,029
Question 2
PD(M1)=0,0290,010
✅ PD(M1)=2910≈0,345
PD(M2)=0,0290,009
✅ PD(M2)=299≈0,310
PD(M3)=0,0290,010
✅ PD(M3)=2910≈0,345
Constat : la machine M3 produit deux fois moins de pièces que M1, mais elle est à l'origine d'autant de pièces défectueuses. Les trois probabilités ont pour somme 2910+9+10=1 ✓.
Exercice 4 (★★) : événements indépendants ?
1.P(A)=0,5, P(B)=0,4 et P(A∪B)=0,7. Les événements A et B sont-ils indépendants ?
2.P(C)=0,3, P(D)=0,5 et P(C∪D)=0,75. Les événements C et D sont-ils indépendants ?
3.P(E)=0,3, P(F)=0,5 et E∩F=∅. Les événements E et F sont-ils indépendants ?
✏️ Correction de l'exercice 4
Méthode
On calcule P(A∩B) avec P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B), puis on compare à P(A)P(B).
Question 1
P(A∩B)=0,5+0,4−0,7=0,2 et P(A)×P(B)=0,5×0,4=0,2.
✅ P(A∩B)=P(A)P(B) : les événements A et B sont indépendants.
Question 2
P(C∩D)=0,3+0,5−0,75=0,05 et P(C)×P(D)=0,3×0,5=0,15.
❌ P(C∩D)=P(C)P(D) : les événements C et D ne sont pas indépendants.
Question 3
P(E∩F)=0 car E∩F=∅, et P(E)×P(F)=0,15=0.
❌ Les événements E et F ne sont pas indépendants.
À retenir : deux événements de probabilité non nulle qui sont incompatibles ne sont jamais indépendants.
Exercice 5 (★★) : tirages sans remise
Une urne contient 5 boules rouges et 3 boules noires.
On tire successivement et sans remise deux boules.
On note R1 (resp. R2) l'événement « la première (resp. seconde) boule est rouge ».
1. Calculer P(R1∩R2).
2. Calculer P(R2).
3. Calculer PR2(R1).
4. Les événements R1 et R2 sont-ils indépendants ?
✏️ Correction de l'exercice 5
Question 1
P(R1)=85. Après une boule rouge tirée, il reste 4 rouges sur 7 boules : PR1(R2)=74.
P(R1∩R2)=85×74=5620
✅ P(R1∩R2)=145
Question 2
(R1,R1) est une partition. Après une boule noire tirée, il reste 5 rouges sur 7 : PR1(R2)=75.
P(R2)=85×74+83×75=5620+15=5635
✅ P(R2)=85
Question 3
PR2(R1)=P(R2)P(R1∩R2)=56355620
✅ PR2(R1)=74
Question 4
P(R1)×P(R2)=85×85=6425 alors que P(R1∩R2)=145=448160≈0,357 et 6425≈0,391.
Ou encore : PR1(R2)=74=P(R2)=85.
❌ Les événements R1 et R2 ne sont pas indépendants (le tirage est sans remise).
Exercice 6 (★★★) : deux parties de suite
Un joueur dispute deux parties consécutives.
Il gagne la première avec la probabilité 0,6.
S'il a gagné la première, il gagne la seconde avec la probabilité 0,7 ; s'il a perdu la première, il gagne la seconde avec la probabilité 0,4.
On note G1 et G2 les événements « gagner la première (resp. seconde) partie ».
1. Calculer la probabilité de gagner la seconde partie.
2. Le joueur a gagné la seconde partie. Quelle est la probabilité qu'il ait aussi gagné la première ?
3. Calculer la probabilité de gagner exactement une partie sur les deux.
✏️ Correction de l'exercice 6
Les données : P(G1)=0,6, PG1(G2)=0,7, PG1(G2)=0,4.
Question 1
(G1,G1) est une partition. D'après la formule des probabilités totales :
P(G2)=0,6×0,7+0,4×0,4=0,42+0,16
✅ P(G2)=0,58
Question 2
PG2(G1)=P(G2)P(G1∩G2)=0,580,42
✅ PG2(G1)=2921≈0,724
Question 3
« Exactement une partie gagnée » est la réunion des deux événements incompatibles G1∩G2 et G1∩G2.
P(G1∩G2)=0,6×0,3=0,18
P(G1∩G2)=0,4×0,4=0,16
✅ P(exactement une)=0,18+0,16=0,34
Exercice 7 (★★★) : une propriété de l'indépendance
Soient A et B deux événements indépendants. Montrer que A et B sont indépendants.
✏️ Correction de l'exercice 7
Il faut montrer que P(A∩B)=P(A)P(B).
(B,B) est une partition, donc P(A)=P(A∩B)+P(A∩B). Donc :
P(A∩B)=P(A)−P(A∩B)
Comme A et B sont indépendants, P(A∩B)=P(A)P(B). Donc :
P(A∩B)=P(A)−P(A)P(B)=P(A)(1−P(B))=P(A)P(B)
✅ A et B sont indépendants. ∎
Exercice 8 (★★) : vrai ou faux
Justifier chaque réponse :
1. Pour tous événements A et B de probabilité non nulle, PA(B)=PB(A).
2. Si A et B sont incompatibles et de probabilité non nulle, alors PA(B)=0.
3.PA(B)+PA(B)=1.
4. Si P(A∩B)=P(A)P(B), alors PA(B)=P(B) (pour P(A)=0).
5. Sur un arbre pondéré, la somme des probabilités de tous les chemins vaut 1.
✏️ Correction de l'exercice 8
Affirmation 1
PA(B)=P(A)P(A∩B) et PB(A)=P(B)P(A∩B). Elles sont égales seulement si P(A)=P(B). Dans l'exercice 1 : PB(A)=0,7 et PA(B)=0,7 (cas particulier), mais dans l'exercice 6 : PG2(G1)=2921=PG1(G2)=0,7.
❌ Faux.
Affirmation 2
Si A∩B=∅, alors PA(B)=P(A)P(A∩B)=0.
✅ Vrai.
Affirmation 3
B et B sont complémentaires, donc PA(B)+PA(B)=1 (la probabilité conditionnelle sachant A est une probabilité).
✅ Vrai.
Affirmation 4
Si P(A)=0 : PA(B)=P(A)P(A∩B)=P(A)P(A)P(B)=P(B).
✅ Vrai.
Affirmation 5
Les chemins d'un arbre décrivent tous les résultats possibles, deux à deux incompatibles. La somme de leurs probabilités est 1.
✅ Vrai.
🎯 Ce qui peut tomber au bac
Un arbre pondéré et les probabilités composées (exercices 1 et 6).
La formule des probabilités totales et l'inversion du conditionnement (exercices 2, 3, 6).
L'indépendance de deux événements (exercices 4 et 7).
Un tirage sans remise (exercice 5).
QCM : vérifie tes acquis
10 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.
Question 1 sur 10
La probabilité de B sachant A (avec P(A)=0) vaut :
C'est la définition de PA(B).
Question 2 sur 10
Si P(A)=0,4 et PA(B)=0,7, que vaut P(A∩B) ?
P(A∩B)=P(A)×PA(B)=0,4×0,7.
Question 3 sur 10
Avec la partition (A,A), la formule des probabilités totales donne P(B)= :
Somme des probabilités des chemins de l'arbre qui aboutissent à B.
Question 4 sur 10
Une maladie touche 2% d'une population. Le test est positif chez 95% des malades et chez 10% des non-malades. Quelle est la probabilité que le test soit positif ?
0,02×0,95+0,98×0,10=0,019+0,098.
Question 5 sur 10
Deux événements A et B sont indépendants si et seulement si :
Indépendants ne veut pas dire incompatibles.
Question 6 sur 10
Dans l'exercice 2 (dépistage, maladie à 2%, test positif chez 95% des malades et 10% des non-malades), quelle est la probabilité que le test soit positif ?
Dans l'exercice 5 (urne de 5 rouges, 3 noires, tirage sans remise de 2 boules), que vaut P(R2) ?
Par la formule des probabilités totales : P(R2)=85×74+83×75=85 (même valeur que P(R1), résultat classique).
Question 9 sur 10
Dans l'exercice 6 (deux parties, P(G1)=0,6, PG1(G2)=0,7, PG1(G2)=0,4), quelle est la probabilité de gagner exactement une partie sur les deux ?
C'est la somme P(G1∩G2)+P(G1∩G2)=0,18+0,16=0,34.
Question 10 sur 10
Dans l'exercice 7, pour montrer que A et B sont indépendants (avec A, B indépendants), on utilise :
On exprime P(A∩B) à partir de P(A) et P(A∩B)=P(A)P(B), ce qui donne P(A)(1−P(B))=P(A)P(B).
Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.