Terminale Spé Maths / Chapitre 12 : Succession d'épreuves et loi binomiale
Succession d'épreuves et loi binomiale : exercices type bac
Trois exercices complets, dans le style de l'épreuve du bac :
- deux machines, un arbre, puis un échantillon de pièces (loi binomiale, seuil, Python) ;
- un joueur de basket : loi binomiale, espérance, écart-type, seuil ;
- deux urnes choisies au hasard, puis des tirages avec remise : arbre et loi binomiale mêlés.
Les corrections sont rédigées comme on l'attend d'une excellente copie de bac :
- événements définis, données traduites en probabilités ;
- formules citées (probabilités totales, conditionnelle, loi binomiale) ;
- modèle binomial justifié avec , et le succès ;
- seuils traités avec les logarithmes ;
- conclusion en contexte.
Elles suivent le Guide de rédaction général et celui du chapitre. Durée conseillée : 30 minutes par exercice, sur papier, sans regarder la correction.
💡 Comment t'entraîner efficacement
- Chronomètre-toi et rédige tout, comme le jour du bac.
- Commence par définir les événements et traduire l'énoncé en probabilités.
- Écris toujours « suit » avec sa justification.
- À la fin de chaque exercice, ouvre « Points clés attendus » : c'est la liste de ce que le correcteur cherche.
Exercice 1 : deux machines et un échantillon
Une usine fabrique des pièces avec deux machines et .
La machine produit des pièces, la machine les restantes.
Une pièce produite par est défectueuse avec la probabilité , une pièce produite par avec la probabilité .
Partie A. On prélève une pièce au hasard. On note l'événement « la pièce est défectueuse ».
1. Construire un arbre pondéré.
2. Montrer que .
3. La pièce est défectueuse. Quelle est la probabilité qu'elle vienne de la machine ?
Partie B. On prélève pièces au hasard.
La production est assez grande pour assimiler ce prélèvement à un tirage avec remise.
Soit le nombre de pièces défectueuses.
4. Justifier que suit une loi binomiale et préciser ses paramètres.
5. Calculer la probabilité qu'aucune pièce ne soit défectueuse, puis qu'il y en ait au moins deux.
6. Calculer l'espérance et l'écart-type de .
7. Quel est le plus petit nombre de pièces à prélever pour que la probabilité d'obtenir au moins une pièce défectueuse soit supérieure ou égale à ? Écrire un script Python qui le confirme.
✏️ Correction de la question 1
On note : « la pièce vient de la machine » et : « la pièce vient de ». Les données : , , , .
L'arbre pondéré :
- ()
- ()
- ()
- ()
- ()
- ()
✏️ Correction de la question 2
est une partition de l'univers. D'après la formule des probabilités totales :
✅
✏️ Correction de la question 3
✅
✏️ Correction de la question 4
Le prélèvement est assimilé à un tirage avec remise : on répète fois, de façon identique et indépendante, une épreuve de Bernoulli de succès « la pièce est défectueuse », de probabilité .
✅ suit la loi binomiale .
✏️ Correction de la question 5
✅
avec .
✅
✏️ Correction de la question 6
✅
✅
Interprétation : sur pièces, on observe en moyenne pièce défectueuse.
✏️ Correction de la question 7
Soit le nombre de pièces. La variable suit .
Comme , on divise en renversant l'inégalité :
✅ Il faut prélever au moins pièces.
Vérification : et ✓
Script :
n = 1
while 1 - 0.962**n < 0.95:
n = n + 1
print(n)
Le script affiche 78.
✏️ Points clés attendus pour l'exercice 1
• Q1-Q3 : événements définis, arbre complet, probabilités totales avec les deux chemins, .
• Q4 : justification en trois éléments : répétition identique et indépendante (tirage avec remise), succès défini, paramètres et .
• Q5-Q6 : formules citées, complémentaire pour « au moins deux », espérance et écart-type avec interprétation.
• Q7 : inéquation avec , inégalité renversée, seuil arrondi à l'entier supérieur, script cohérent.
Exercice 2 : un joueur de basket
Un joueur réussit chaque lancer franc avec la probabilité , indépendamment des autres.
Il effectue lancers.
On note le nombre de lancers réussis.
1. Justifier que suit une loi binomiale et donner ses paramètres.
2. Calculer la probabilité qu'il réussisse exactement lancers, puis au moins lancers.
3. Calculer l'espérance et l'écart-type de .
4. Quel est le plus petit nombre de lancers pour que la probabilité de réussir au moins un lancer soit supérieure ou égale à ?
✏️ Correction de la question 1
On répète fois, de façon identique et indépendante, une épreuve de Bernoulli de succès « le lancer est réussi », de probabilité .
✅ suit la loi binomiale .
✏️ Correction de la question 2
✅
. Avec la calculatrice, .
✅
✏️ Correction de la question 3
✅
✅
✏️ Correction de la question 4
Soit .
Comme : .
✅ Il faut au moins lancers.
Vérification : et ✓
✏️ Points clés attendus pour l'exercice 2
• Q1 : justification complète (identique, indépendant, succès, , ).
• Q2 : formule de écrite, complémentaire pour .
• Q3 : , , .
• Q4 : logarithme, inégalité renversée, arrondi à l'entier supérieur, vérification avec deux valeurs.
Exercice 3 : deux urnes
On dispose de deux urnes et .
L'urne contient une proportion de boules rouges, l'urne une proportion .
On choisit une urne au hasard (équiprobabilité), puis on tire boules avec remise dans l'urne choisie.
On note le nombre de boules rouges obtenues.
1. Calculer et .
2. Montrer que .
3. On a obtenu exactement trois boules rouges. Quelle est la probabilité que les tirages aient eu lieu dans l'urne ?
4. Calculer la probabilité d'obtenir au moins une boule rouge.
✏️ Correction de la question 1
Sachant , on répète fois, de façon identique et indépendante (tirages avec remise), une épreuve de Bernoulli de succès « la boule est rouge », de probabilité . Donc suit conditionnellement à .
✅
De même, sachant , suit :
✅
✏️ Correction de la question 2
est une partition de l'univers, avec . D'après la formule des probabilités totales :
✅
✏️ Correction de la question 3
✅
Interprétation : avec trois boules rouges sur quatre, il y a de chances que l'urne choisie soit .
✏️ Correction de la question 4
L'événement contraire de « au moins une rouge » est .
et .
✅
✏️ Points clés attendus pour l'exercice 3
• Q1 : loi binomiale conditionnelle justifiée pour chaque urne, avec le paramètre propre à l'urne.
• Q2 : partition , formule des probabilités totales.
• Q3 : avec le chemin de au numérateur et au dénominateur.
• Q4 : complémentaire, calcul pour chaque urne, probabilités totales.
🎯 Les réflexes à retenir
- Un arbre se lit avec produit le long d'un chemin et somme des chemins.
- Une loi binomiale se justifie : identique, indépendant, succès, , .
- Avec un choix préalable, la loi binomiale est conditionnelle ; on conclut avec les probabilités totales.
- Un seuil : logarithme, inégalité renversée, arrondi à l'entier supérieur.
- Conclus chaque question en contexte.
Aller plus loin avec les vrais sujets
Quand tu es à l'aise avec ce chapitre, entraîne-toi sur les exercices de probabilités des sujets officiels des années précédentes.
Ils sont disponibles sur le site de l'APMEP.
Chronomètre-toi et rédige comme le jour du bac.
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