Probabilités - Combinaisons - Bac S Métropole 2009

Exercice 3

5 points - Commun à tous les candidats

I. Cette question est une restitution organisée de connaissances.

On rappelle que si n et p sont deux nombres entiers naturels tels que p <= n alors mat(n;;p) = (n!)/(p!(n - p)!).

Démontrer que pour tout nombre entier naturel n et pour tout nombre entier naturel p tels que 1  <=  p  <=  n on a : mat(n;;p) = mat(n-1;;p-1) + mat(n-1;;p).

II. Un sac contient 10 jetons indiscernables au toucher :
7 jetons blancs numérotés de 1 à 7 et 3 jetons noirs numérotés de 1 à 3.
On tire simultanément deux jetons de ce sac.

1.

a. On note A l'événement " obtenir deux jetons blancs ".

Démontrer que la probabilité de l'événement A est égale à 7/15.

b. On note B l'événement " obtenir deux jetons portant des numéros impairs ".
Calculer la probabilité de B.
c. Les événements A et B sont-ils indépendants ?
2. Soit X la variable aléatoire prenant pour valeur le nombre de jetons blancs obtenus lors de ce tirage simultané.

a. Déterminer la loi de probabilité de X.
b. Calculer l'espérance mathématique de X.

Partie I

Voir cours (calcul assez fastidieux!)

Partie II

1.

a.Le nombre total de tirages est mat(10;;2)=45
Le nombre de tirages de deux jetons blancs est mat(7;;2)=21 (il y a 7 jetons blancs)
La probabilité cherchée est donc :
p(A)=21/45=7/15
b.Il y a 6 jetons impairs.
Le nombre de tirages de deux jetons impairs est mat(6;;2)=15
La probabilité cherchée est donc :
p(A)=15/45=1/3
c. Il y a 4 jetons blancs et impairs.
Le nombre de tirages de deux jetons blancs et impairs est mat(4;;2)=6
La probabilité de tirer deux jetons blancs et impairs est donc :
p(A inter B)=6/45=2/15
Or p(A)*p(B)=7/15*1/3=7/45 donc : p(A inter B) != p(A)*p(B)
Les évènements A et B ne sont pas indépendants.
2.X peut prendre les valeurs 0; 1 et 2.
L'évènement (X=0) correspond à " ne tirer aucun jeton blanc ". Comme il y a 3 jetons noirs :
p(X=0) = (mat(3;;2))/45=3/45=1/15
L'évènement (X=1) correspond à " tirer un jeton blanc et un jeton noir ". Ici on ne tient pas compte de l'ordre. Comme il y a 3 jetons noirs et 7 jetons blancs, il y a 21 paires composées d'un jeton blanc et d'un jeton noir. Donc :
p(X=1) = 21/45 = 7/15
Enfin, l'évènement (X=2) est l'évènement A.
p(X=2) = p(A) = 7/15
La loi de probabilité de X est donnée par le tableau :
 

x_i 0 1 2
p(X=x_i) 1/15 7/15 7/15

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