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Probabilités — Entraînement type évaluation

Pour un entraînement qui sert vraiment à quelque chose : pas de cours sous les yeux, une feuille et un crayon. Note-toi ensuite avec le corrigé.

Barème indicatif : 20 points.

Exercice 1 (4 points) — Vocabulaire du hasard

On tire une carte au hasard parmi 20 cartes numérotées de 1 à 20.

  1. Quelle est l'expérience aléatoire ? (1 point)
  2. Combien y a-t-il d'issues possibles ? (1 point)
  3. Combien d'issues appartiennent à l'évènement « tirer un multiple de 5 » ? (1 point)
  4. Cite ces issues. (1 point)
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  1. L'expérience aléatoire est l'action dont le résultat dépend du hasard : ici, c'est le tirage d'une carte parmi les 20 cartes numérotées.
  2. Chaque carte constitue une issue possible : comme il y a 2020 cartes numérotées de 11 à 2020, il y a 2020 issues possibles.
  3. Les multiples de 55 compris entre 11 et 2020 sont 55, 1010, 1515 et 2020, soit 44 issues.
  4. Ces issues sont les cartes 55, 1010, 1515 et 2020.

Exercice 2 (4 points) — Calculer une probabilité

Un sac contient 12 jetons indiscernables au toucher : 5 jetons numérotés 1, 4 jetons numérotés 2 et 3 jetons numérotés 3.

  1. Quelle est la probabilité de tirer un jeton numéroté 1 ? (1 point)
  2. Quelle est la probabilité de tirer un jeton numéroté 2 ? (1 point)
  3. Quelle est la probabilité de tirer un jeton numéroté 3 ? (1 point)
  4. Vérifie que la somme de ces trois probabilités est égale à 1. (1 point)
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Le sac contient au total 5+4+3=125 + 4 + 3 = 12 jetons.

  1. P(jeton 1)=512≈0,417P(\text{jeton } 1) = \dfrac{5}{12} \approx 0{,}417.
  2. P(jeton 2)=412=13≈0,333P(\text{jeton } 2) = \dfrac{4}{12} = \dfrac{1}{3} \approx 0{,}333.
  3. P(jeton 3)=312=14=0,25P(\text{jeton } 3) = \dfrac{3}{12} = \dfrac{1}{4} = 0{,}25.
  4. En additionnant les trois probabilités sous forme de fractions de dénominateur 1212 : 512+412+312=1212=1\dfrac{5}{12} + \dfrac{4}{12} + \dfrac{3}{12} = \dfrac{12}{12} = 1. ✓ C'est cohérent, car tirer un jeton numéroté 1, 2 ou 3 recouvre toutes les issues possibles : c'est un évènement certain.

Exercice 3 (4 points) — Exploiter des fréquences observées

Une roue de loterie équilibrée est partagée en 4 secteurs identiques A, B, C et D. On la fait tourner 80 fois et on obtient : 22 fois A, 19 fois B, 21 fois C, 18 fois D.

  1. Quelle est la probabilité théorique d'obtenir chaque secteur ? (1 point)
  2. Calcule la fréquence observée du secteur A. (1 point)
  3. Cette fréquence est-elle proche de la probabilité théorique ? (1 point)
  4. Si on augmentait le nombre de lancers en gardant des proportions comparables, que peux-tu dire de la fréquence observée par rapport à la probabilité théorique ? (1 point)
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  1. La roue est équilibrée et partagée en 44 secteurs identiques : il y a donc équiprobabilité, et la probabilité théorique de chaque secteur est 14=0,25\dfrac{1}{4} = 0{,}25.
  2. Le secteur A est sorti 2222 fois sur 8080 lancers : sa fréquence observée est 2280=1140=0,275\dfrac{22}{80} = \dfrac{11}{40} = 0{,}275.
  3. La fréquence observée (0,2750{,}275) est assez proche de la probabilité théorique (0,250{,}25) : l'écart n'est que de 0,0250{,}025.
  4. Plus le nombre de lancers augmente (en gardant des proportions comparables), plus la fréquence observée a tendance à se rapprocher encore de la probabilité théorique de 0,250{,}25.

Exercice 4 (4 points) — Situer une probabilité sur une échelle

Une urne contient 15 jetons numérotés de 1 à 15. On tire un jeton au hasard.

  1. Quelle est la probabilité de tirer un jeton numéroté 16 ? Que peux-tu dire de cet évènement ? (1 point)
  2. Quelle est la probabilité de tirer un jeton numéroté entre 1 et 15 ? Que peux-tu dire de cet évènement ? (1 point)
  3. Quelle est la probabilité de tirer un jeton portant un nombre pair ? (1 point)
  4. Cette probabilité est-elle plus proche de 0 (impossible) ou de 1 (certain) ? L'évènement est-il plutôt probable ou plutôt peu probable ? (1 point)
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L'urne contient 1515 jetons numérotés de 11 à 1515.

  1. Il n'y a aucun jeton numéroté 1616 dans l'urne : cet évènement est impossible, sa probabilité est 00.
  2. Tous les jetons de l'urne portent un numéro entre 11 et 1515 : cet évènement est certain, sa probabilité est 11.
  3. Les nombres pairs entre 11 et 1515 sont 22, 44, 66, 88, 1010, 1212 et 1414, soit 77 nombres : P(pair)=715≈0,467P(\text{pair}) = \dfrac{7}{15} \approx 0{,}467.
  4. 0,4670{,}467 est plus proche de 11 (certain) que de 00 (impossible), et même très proche de 12\dfrac{1}{2} : cet évènement est donc plutôt probable, à peu près autant de chances de se réaliser que de ne pas se réaliser.

Exercice 5 (4 points) — Résoudre un problème

Une tombola comporte 50 billets, dont 6 sont gagnants. Un billet est tiré au hasard.

  1. Quelle est l'expérience aléatoire, et combien y a-t-il d'issues possibles ? (1 point)
  2. Quelle est la probabilité que le billet tiré soit gagnant ? (1 point)
  3. Quelle est la probabilité que le billet tiré soit perdant ? (1 point)
  4. Vérifie que la somme de ces deux probabilités vaut 1, et explique pourquoi c'est cohérent. (1 point)
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  1. L'expérience aléatoire est le tirage au hasard d'un billet parmi les 5050 billets de la tombola : il y a donc 5050 issues possibles.
  2. Il y a 66 billets gagnants sur 5050 : P(gagnant)=650=325=0,12P(\text{gagnant}) = \dfrac{6}{50} = \dfrac{3}{25} = 0{,}12.
  3. Les billets perdants sont les autres : 50−6=4450 - 6 = 44 billets, donc P(perdant)=4450=2225=0,88P(\text{perdant}) = \dfrac{44}{50} = \dfrac{22}{25} = 0{,}88.
  4. 650+4450=5050=1\dfrac{6}{50} + \dfrac{44}{50} = \dfrac{50}{50} = 1. ✓ C'est cohérent : un billet tiré est forcément soit gagnant, soit perdant, il n'y a pas d'autre possibilité — la somme des deux probabilités correspond donc à un évènement certain.