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Probabilités · Probabilités

Arbres pondérés

Lucas prend le bus ou le vélo pour aller au lycée, et sa probabilité d'arriver en retard n'est pas la même dans les deux cas. Comment calculer la probabilité qu'il arrive en retard un jour quelconque, sans se perdre dans les cas possibles ? Et si on le voit arriver en retard, a-t-il plutôt pris le bus ou le vélo ? L'arbre pondéré permet de répondre à ces deux questions : voyons comment.

Construire un arbre pondéré

Arbre pondéré à deux étapes : événements A et son contraire, puis B et son contraire avec des probabilités conditionnelles. P(A)P(Ā) PA(B)PA(B̄) P_Ā(B)P_Ā(B̄) A ∩ BA ∩ B̄ Ā ∩ BĀ ∩ B̄
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Compléter l'arbre pondéré suivant, qui représente deux lancers consécutifs d'une pièce truquée, sachant que la probabilité d'obtenir pile est $\frac{1}{3}$. À l'aide de…

Compléter l'arbre pondéré suivant, qui représente deux lancers consécutifs d'une pièce truquée, sachant que la probabilité d'obtenir pile est $\frac{1}{3}$. À l'aide de l'arbre, calculer la probabilité d'obtenir d'abord pile puis face.

1/3 ? Pile Face 1/3 ? Pile Face ? ? Pile Face
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Une boîte contient $4$ boules rouges et $6$ boules bleues. On tire une boule au hasard, on note sa couleur, on la remet dans la boîte, puis on tire une seconde boule.…

Une boîte contient $4$ boules rouges et $6$ boules bleues. On tire une boule au hasard, on note sa couleur, on la remet dans la boîte, puis on tire une seconde boule. Dessiner l'arbre pondéré correspondant et calculer la probabilité d'obtenir deux boules bleues.

Vous pouvez le faire sur papier et envoyer une photo de votre réponse.

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Un joueur de basket a une probabilité de $0,8$ de réussir un lancer franc. S'il tire deux lancers francs de façon indépendante, dessiner l'arbre pondéré et déterminer la…

Un joueur de basket a une probabilité de $0,8$ de réussir un lancer franc. S'il tire deux lancers francs de façon indépendante, dessiner l'arbre pondéré et déterminer la probabilité qu'il rate les deux tirs.

Vous pouvez le faire sur papier et envoyer une photo de votre réponse.

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Chemins : multiplier, puis additionner

Arbre de deux tirages sans remise dans une urne de 6 boules rouges et 4 bleues, avec probabilités modifiées au second tirage. R : 6/10B : 4/10 R : 5/9B : 4/9 R : 6/9B : 3/9 1er tirage2e tirage
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Dans une armoire, il y a $5$ tee-shirts blancs et $3$ noirs. On choisit deux tee-shirts au hasard, l'un après l'autre, sans remettre le premier dans l'armoire. Calculer…

Dans une armoire, il y a $5$ tee-shirts blancs et $3$ noirs. On choisit deux tee-shirts au hasard, l'un après l'autre, sans remettre le premier dans l'armoire. Calculer la probabilité que les deux tee-shirts soient blancs.

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Pour aller au travail, Yasmine peut prendre le bus (avec la probabilité $0,7$) ou le vélo (avec la probabilité $0,3$). Si elle prend le bus, la probabilité d'arriver en…

Pour aller au travail, Yasmine peut prendre le bus (avec la probabilité $0,7$) ou le vélo (avec la probabilité $0,3$). Si elle prend le bus, la probabilité d'arriver en retard est $0,2$. Si elle prend le vélo, la probabilité d'arriver en retard est $0,05$. Quelle est la probabilité que Yasmine aille à vélo et arrive à l'heure ?

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Un sac contient $5$ boules blanches et $4$ boules noires. On tire les boules une à une, sans remise, jusqu'à ce qu'une boule noire sorte. Quelle est la probabilité de…

Un sac contient $5$ boules blanches et $4$ boules noires. On tire les boules une à une, sans remise, jusqu'à ce qu'une boule noire sorte. Quelle est la probabilité de devoir effectuer exactement trois tirages pour que le jeu s'arrête ?

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On dispose d'un jeu de cartes espagnol de $40$ cartes, réparties en $4$ enseignes de $10$ cartes chacune (oros, copas, espadas et bastos). On tire trois cartes…

On dispose d'un jeu de cartes espagnol de $40$ cartes, réparties en $4$ enseignes de $10$ cartes chacune (oros, copas, espadas et bastos). On tire trois cartes consécutivement sans remise. Calculer la probabilité que les trois cartes soient de la même enseigne.

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Probabilités totales

Arbre à trois machines A, B, C avec leurs parts de production et leurs taux de pièces défectueuses. 50 %30 %20 % Machine AMachine BMachine C défaut : 2 %défaut : 4 %défaut : 5 %
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Dans une cafétéria, on propose deux types de menu : $60\,\%$ des clients choisissent le menu du jour et $40\,\%$ choisissent le menu végétarien. Parmi ceux qui…

Dans une cafétéria, on propose deux types de menu : $60\,\%$ des clients choisissent le menu du jour et $40\,\%$ choisissent le menu végétarien. Parmi ceux qui choisissent le menu du jour, $70\,\%$ prennent un café en dessert. Parmi ceux qui choisissent le menu végétarien, $80\,\%$ prennent un thé. Calculer la probabilité qu'un client choisi au hasard ait pris le menu du jour et ait de plus commandé un café.

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Dans une usine de composants électroniques, trois machines (A, B et C) produisent respectivement $50\,\%$, $30\,\%$ et $20\,\%$ des pièces. Les pourcentages de pièces…

Dans une usine de composants électroniques, trois machines (A, B et C) produisent respectivement $50\,\%$, $30\,\%$ et $20\,\%$ des pièces. Les pourcentages de pièces défectueuses produites par chaque machine sont $2\,\%$, $4\,\%$ et $5\,\%$. En vous appuyant sur l'arbre pondéré, calculer la probabilité qu'une pièce choisie au hasard soit défectueuse.

50% 30% 20% Mach. A Mach. B Mach. C 2% 98% Défectueuse Conforme 4% 96% Défectueuse Conforme 5% 95% Défectueuse Conforme
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On dispose de deux urnes. L'urne A contient $3$ boules rouges et $2$ noires. L'urne B contient $4$ boules rouges et $5$ noires. On lance une pièce : si on obtient pile,…

On dispose de deux urnes. L'urne A contient $3$ boules rouges et $2$ noires. L'urne B contient $4$ boules rouges et $5$ noires. On lance une pièce : si on obtient pile, on tire une boule dans l'urne A ; si on obtient face, on tire une boule dans l'urne B. Quelle est la probabilité que la boule tirée soit rouge ?

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Lors d'un test de diagnostic d'une allergie, $5\,\%$ de la population est réellement allergique. Si une personne est allergique, le test est positif dans $90\,\%$ des…

Lors d'un test de diagnostic d'une allergie, $5\,\%$ de la population est réellement allergique. Si une personne est allergique, le test est positif dans $90\,\%$ des cas. Si elle ne l'est pas, le test est négatif dans $95\,\%$ des cas. Dessiner un arbre pondéré pour illustrer la situation et calculer la probabilité qu'une personne choisie au hasard obtienne un résultat positif au test.

Vous pouvez le faire sur papier et envoyer une photo de votre réponse.

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Inverser un arbre : de $P_A(B)$ à $P_B(A)$

Les arbres répondent aussi à la question inverse : sachant que $B$ s'est réalisé, quelle est la probabilité que ce soit passé par la branche $A$ ?

Schéma : probabilité sachant B égale au chemin par A divisé par l'ensemble des chemins menant à B. le chemin qui passe par A puis arrive en B tous les chemins qui arrivent en B PB(A) = (ligne du haut) ÷ (ligne du bas)
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D'après les relevés de Météo-France dans une localité du nord, il pleut $10\,\%$ des jours en novembre. Les données de la régie municipale des transports indiquent que,…

D'après les relevés de Météo-France dans une localité du nord, il pleut $10\,\%$ des jours en novembre. Les données de la régie municipale des transports indiquent que, s'il pleut, la probabilité qu'une ligne de bus subisse un retard important est $0,40$ ; en revanche, s'il ne pleut pas, cette probabilité se réduit à $0,05$.\na) Avant tout calcul, estimer intuitivement : si, un jour quelconque de novembre, cette ligne subit un retard important, pensez-vous qu'il est plus probable qu'il ait plu ou qu'il n'ait pas plu ? Justifier brièvement votre intuition en tenant compte du poids de chaque type de jour.\nb) Modéliser la situation par un arbre pondéré et calculer la probabilité totale que le bus subisse un retard important un jour de novembre.\nc) Calculer, à l'aide de la formule de Bayes, la probabilité qu'il ait plu sachant que le bus est arrivé en retard. Vérifier si votre estimation initiale de la question a) était juste ou si vous êtes tombé dans le piège de la « négligence de la fréquence de base ».

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Dans une ville, $20\,\%$ des conducteurs sont jeunes (moins de 25 ans) et $80\,\%$ sont adultes. La probabilité qu'un conducteur jeune ait un accident dans l'année est…

Dans une ville, $20\,\%$ des conducteurs sont jeunes (moins de 25 ans) et $80\,\%$ sont adultes. La probabilité qu'un conducteur jeune ait un accident dans l'année est $0,15$, alors que pour un adulte elle est $0,05$. On choisit un conducteur au hasard et il s'avère qu'il a eu un accident cette année. À l'aide des branches d'un arbre pondéré, calculer la probabilité que ce conducteur soit jeune. (Exprimer le résultat sous forme de fraction irréductible.)

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Le système d'alarme d'une chambre forte comporte 3 capteurs de mouvement. La probabilité que le capteur A soit défaillant lors d'une intrusion est $0,1$ ; celle que le…

Le système d'alarme d'une chambre forte comporte 3 capteurs de mouvement. La probabilité que le capteur A soit défaillant lors d'une intrusion est $0,1$ ; celle que le capteur B soit défaillant est $0,05$ ; et celle que le capteur C soit défaillant est $0,2$. Les capteurs fonctionnent de façon totalement indépendante. Dessiner l'arbre pondéré correspondant et calculer la probabilité que, lors d'une intrusion réelle, au moins un capteur se déclenche et fasse sonner l'alarme.

Vous pouvez le faire sur papier et envoyer une photo de votre réponse.

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Vers la fin du chapitre. Reprenons la question du début : avec $P(\text{bus}) = 0,7$, $P_{\text{bus}}(\text{retard}) = 0,2$, $P(\text{vélo}) = 0,3$ et $P_{\text{vélo}}(\text{retard}) = 0,05$, on a $P(\text{retard}) = 0,14 + 0,015 = 0,155$. Et si Lucas est en retard, la probabilité qu'il ait pris le bus est $\dfrac{0,14}{0,155} = \dfrac{28}{31} \approx 0,90$.

L'essentiel

Voir tous les exercices de cette partie