Probabilités

Définitions

Une expérience aléatoire est une expérience dont le résultat dépend du hasard.
L'ensemble de tous les résultats possibles d'une expérience aléatoire s'appelle l'univers de l'expérience.
On le note en général Omega.

Définition

Soit une expérience aléatoire d'univers Omega.
Chacun des résultats possibles s'appelle une éventualité, un évenement élémentaire ou une issue.
On appelle évènement tout sous ensemble de Omega.
Un évènement est donc constitué de zéro, une ou plusieurs éventualités.

Exemples

Le lancer d'un dé à six faces est une expérience aléatoire d'univers :
Omega = {1;2;3;4;5;6}

  • L'ensemble E_1={2;4;6} est un évènement. En français, cet évènement peut se traduire par la phrase : "le résultat du dé est un nombre pair"
  • L'ensemble E_2={1;2;3} est un autre évènement. Ce second évènement peut se traduire par la phrase : "le résultat du dé est strictement inférieur à 4"

Ces évènements peuvent être réprésentés par un diagramme de Venn :

Diagramme de Venn
Diagramme de Venn

Définition

  • l'événement impossible est la partie vide, noté {} , lorsque aucune issue ne le réalise.
  • l'événement certain est Omega, lorsque toutes les issues le réalisent.
  • l'événement contraire de A noté barA est l'ensemble des éventualités de Omega qui n'appartiennent pas à A.
  • l'événement A union B (lire « A union B » ou « A ou B » est constitué des éventualités qui appartiennent soit à A, soit à B, soit aux deux ensembles.
  • l'événement A inter B (lire « A inter B » ou « A et B » est constitué des éventualités qui appartiennent à la fois à A et à B.

Exemple

On reprend l'exemple précédent :
E_1={2;4;6}
E_2={1;2;3}

  • L'évenement " obtenir un nombre supérieur à 7 " est un évenement impossible
  • L'évenement " obtenir un nombre entier " est un évenement certain
  • barE_1={1; 3; 5}. Cet événement peut se traduire par « le résultat est un nombre impair »
    Diagramme de Venn - Complémentaire
    Complémentaire de E1
  • E_1 union E_2={1;2;3;4;6}. cet événement peut se traduire par « le résultat est pair ou strictement inférieur à 4 ».
    Diagramme de Venn - Union
    Réunion de E1 et E2
  • E_1 inter E_2={2}. Cet événement peut se traduire par « le résultat est pair et strictement inférieur à 4 ».
    Diagramme de Venn - Intersection
    Intersection de E1 et E2

Définition

On dit que A et B sont incompatibles si et seulement si A inter B={}
Deux évenements sont incompatibles lorsqu'aucun événement ne les réalise simultanément.

Remarque

Deux événements contraires sont incompatibles mais deux événements peuvent être incompatibles sans être contraires.

Exemple

« Obtenir un chiffre inférieur à 2 » et « obtenir un chiffre supérieur à 4 » sont deux événements incompatibles.

Définition

La probabilité d'un évenement élémentaire est un nombre réel tel que:

  • Ce nombre est compris entre 0 et 1
  • La somme des probabilités de tous les évenements élémentaires de l'univers vaut 1

Propriétés

  • p({})=0
  • p(Omega)=1
  • p(barA)=1-p(A)
  • p(A union B)=p(A)+p(B)-p(A inter B)

Si A et B sont incompatibles, la dernière égalité devient :

  • p(A union B)=p(A)+p(B)

Définition

Deux évenements qui ont la même probabilité sont dits équiprobables.
Losque tous les évenements élémentaires sont équiprobables, on dit qu'il y a équiprobabilité.

Exemple

On reprend l'exemple précédent : un lancé d'un dé non truqué est une situation d'équiprobabilité

Propriétés

On suppose que l'univers est composé de n événements élémentaires

  • Dans le cas d'équiprobabilité, chaque évenement élémentaire a pour probabilité : 1/n
  • Si un événement A de  Omega est composé de m événements élémentaires, alors P(A)=m/n.
    On peut retenir: P(A)= (`nombre de cas favorables`)/(`nombre de cas possibles`).

Exemple

On reprend l'exemple précédent
P(E_1)= 3/6 = 1/2

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