Le code d’antivol à trois chiffres

[enonce]
Zoé a acheté un cadenas d'antivol pour son vélo. Le code est formé de trois chiffres, chacun pouvant prendre la valeur $0$, $1$, $2$ ou $3$. Pour choisir son code, Zoé a tiré les trois chiffres complètement au hasard, indépendamment les uns des autres.
On souhaite calculer plusieurs probabilités concernant ce code.
[/enonce]

[etape]
Combien de codes différents sont possibles ?

[[n]]

[math id="n" attendu="64"]
[reponse statut="correct"]Correct !
Chaque chiffre du code a $4$ valeurs possibles, et les trois chiffres sont choisis indépendamment : $4 \times 4 \times 4 = 64$ codes.[/reponse]
[reponse motif="12"]$12 = 4 \times 3$ ne couvre que deux chiffres. Le code en comporte trois.[/reponse]
[reponse motif="16"]$16 = 4 \times 4$ ne couvre que deux chiffres, pas trois.[/reponse]
[reponse motif="81"]Il y a $4$ chiffres disponibles ($0, 1, 2, 3$), pas $3$.[/reponse]
[reponse motif="24"]$4 \times 3 \times 2 = 24$ suppose que les chiffres soient distincts. Ici, rien n'interdit la répétition.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Dénombrer en imaginant un arbre à trois niveaux, où chaque niveau représente un chiffre.[/reponse]
[aide essai="2"]À chaque position du code, combien de choix indépendants a-t-on ?[/aide]
[aide essai="3"]Nombre de codes = (choix pour le 1ᵉʳ chiffre) × (choix pour le 2ᵉ) × (choix pour le 3ᵉ).[/aide]
[/math]

[solution]
Pour chacune des trois positions, il y a $4$ chiffres possibles. Le nombre total de codes est donc $4 \times 4 \times 4 = 4^3 = 64$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Pour compter les codes dont les trois chiffres sont tous distincts, laquelle des méthodes suivantes convient ?

[qcm]
[option]$4$ choix pour chaque position, soit $4 \times 4 \times 4 = 64$[/option]
[option correct="true"]$4$ choix pour le 1ᵉʳ chiffre, $3$ pour le 2ᵉ, $2$ pour le 3ᵉ, soit $4 \times 3 \times 2 = 24$[/option]
[option]$4 + 3 + 2 = 9$[/option]
[option]$4 \times 3 = 12$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
À chaque position, il faut éviter les chiffres déjà utilisés : d'où $4$, puis $3$, puis $2$ choix. Le total est $4 \times 3 \times 2 = 24$.[/reponse]
[reponse motif="$4$ choix pour chaque position, soit $4 \times 4 \times 4 = 64$"]Ce calcul compte tous les codes, y compris ceux avec des chiffres répétés. Pour des chiffres distincts, il faut restreindre à chaque position.[/reponse]
[reponse motif="$4 + 3 + 2 = 9$"]On combine plusieurs choix successifs indépendants : c'est un produit, pas une somme.[/reponse]
[reponse motif="$4 \times 3 = 12$"]Ce produit ne couvre que deux positions. Le code a trois chiffres.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Après avoir choisi le premier chiffre, le second doit être différent du premier : il reste moins de choix.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Pour obtenir trois chiffres distincts :

  • $4$ possibilités pour le premier chiffre ;
  • $3$ possibilités pour le deuxième (tout sauf le premier) ;
  • $2$ possibilités pour le troisième (tout sauf les deux précédents).

Il y a donc $4 \times 3 \times 2 = 24$ codes à trois chiffres distincts.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Calculer la probabilité que le code de Zoé comporte trois chiffres tous distincts. Donner le résultat sous forme de fraction irréductible.

[[pd]]

[math id="pd" attendu="3/8" format="irreductible"]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Les $64$ codes sont équiprobables. La probabilité est donc $\dfrac{24}{64} = \dfrac{3}{8}$.[/reponse]
[reponse statut="format"]Le calcul est juste, mais la fraction doit être complètement simplifiée.[/reponse]
[reponse motif="24/64"]La valeur numérique est bonne, mais il faut simplifier la fraction jusqu'à sa forme irréductible.[/reponse]
[reponse motif="3/4"]La simplification va trop loin ou utilise un mauvais diviseur. Reprendre la simplification de $\dfrac{24}{64}$.[/reponse]
[reponse motif="24"]$24$ est le nombre de cas favorables, pas une probabilité. Il faut diviser par le nombre de cas possibles.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Les codes étant tirés au hasard, il y a équiprobabilité. La probabilité est le rapport des cas favorables aux cas possibles.[/reponse]
[aide essai="2"]Cas favorables = nombre de codes à chiffres distincts ; cas possibles = nombre total de codes.[/aide]
[aide essai="3"]$p = \dfrac{24}{64}$, à simplifier jusqu'à la forme irréductible.[/aide]
[/math]

[solution]
Le tirage étant aléatoire, les $64$ codes sont équiprobables.
$p(\text{3 chiffres distincts}) = \dfrac{24}{64} = \dfrac{3}{8}$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Quel lien logique y a-t-il entre l'événement $D$ « les trois chiffres sont tous distincts » et l'événement $R$ « au moins deux chiffres sont égaux » ?

[qcm]
[option]$D$ et $R$ sont identiques[/option]
[option correct="true"]$D$ et $R$ sont contraires[/option]
[option]$D$ et $R$ sont incompatibles mais non contraires[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Un code donné vérifie soit « tous distincts », soit « au moins deux égaux », jamais les deux à la fois et toujours l'un ou l'autre. Les événements sont donc contraires.[/reponse]
[reponse motif="$D$ et $R$ sont identiques"]Les deux événements sont au contraire opposés : si les chiffres sont tous distincts, il n'y en a pas deux égaux, et réciproquement.[/reponse]
[reponse motif="$D$ et $R$ sont incompatibles mais non contraires"]Deux événements sont contraires quand ils sont incompatibles et qu'ils couvrent tout l'univers. Ici, chaque code tombe forcément dans $D$ ou dans $R$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Tester sur un exemple : un code peut-il être à la fois « tous distincts » et « au moins deux égaux » ? Peut-il n'être ni l'un ni l'autre ?[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Tout code soit a ses trois chiffres distincts, soit en a au moins deux identiques. Ces deux cas couvrent l'univers et ne peuvent pas se produire en même temps : $R = \overline{D}$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Calculer la probabilité qu'au moins deux chiffres du code soient égaux. Donner le résultat sous forme de fraction irréductible.

[[pr]]

[math id="pr" attendu="5/8" format="irreductible"]
[reponse statut="correct"]Correct !
Puisque $R$ est l'événement contraire de $D$ :
$p(R) = 1 - p(D) = 1 - \dfrac{3}{8} = \dfrac{5}{8}$.[/reponse]
[reponse statut="format"]Le calcul est juste, mais la fraction doit être simplifiée.[/reponse]
[reponse motif="3/8"]$\dfrac{3}{8}$ est la probabilité de $D$ (chiffres distincts), pas celle de son contraire.[/reponse]
[reponse motif="5/64"]Attention à l'unité : la probabilité totale vaut $1$, soit $\dfrac{64}{64}$, non $\dfrac{1}{64}$.[/reponse]
[reponse motif="40/64"]Le raisonnement mène à $\dfrac{64-24}{64}=\dfrac{40}{64}$, qui est correct numériquement mais doit être simplifié.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Il est plus rapide de passer par l'événement contraire déjà calculé.[/reponse]
[aide essai="2"]La somme des probabilités d'un événement et de son contraire vaut $1$.[/aide]
[aide essai="3"]$p(R) = 1 - p(D) = 1 - \dfrac{3}{8}$.[/aide]
[/math]

[solution]
$p(R) = 1 - p(D) = 1 - \dfrac{3}{8} = \dfrac{5}{8}$.
Il y a donc un peu plus d'une chance sur deux qu'au moins deux chiffres du code soient égaux.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Zoé se demande aussi quelle est la probabilité que son code ne contienne aucun zéro.
Calculer cette probabilité et donner le résultat sous forme de fraction irréductible.

[[pz]]

[math id="pz" attendu="27/64" format="irreductible"]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Si aucun chiffre n'est zéro, chaque position offre $3$ choix ($1$, $2$ ou $3$), soit $3 \times 3 \times 3 = 27$ codes.
D'où $p = \dfrac{27}{64}$, qui est déjà irréductible.[/reponse]
[reponse statut="format"]Le résultat numérique est correct, mais à exprimer sous forme de fraction simplifiée.[/reponse]
[reponse motif="3/64"]$3$ ne couvre qu'une seule position. Il faut compter les codes à trois positions sans zéro.[/reponse]
[reponse motif="9/64"]$9 = 3 \times 3$ ne couvre que deux positions. Le code en comporte trois.[/reponse]
[reponse motif="1/64"]$1$ correspond à un seul code, mais plusieurs codes ne contiennent aucun zéro.[/reponse]
[reponse motif="3/4"]Cette fraction est la probabilité qu'une seule position ne soit pas zéro. Il faut la combiner sur les trois positions.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Si aucun chiffre ne vaut zéro, chaque position n'admet plus que trois valeurs possibles.[/reponse]
[aide essai="2"]Recompter le nombre de codes avec chaque chiffre dans $\{1, 2, 3\}$.[/aide]
[aide essai="3"]$p = \dfrac{3 \times 3 \times 3}{64}$.[/aide]
[/math]

[solution]
Un code sans zéro a chacun de ses trois chiffres dans $\{1, 2, 3\}$, soit $3^3 = 27$ codes favorables sur $64$ codes possibles.
$p(\text{aucun zéro}) = \dfrac{27}{64}$ (fraction déjà irréductible car $\text{PGCD}(27, 64) = 1$).
[/solution]
[/etape]

QCM Bilan : Probabilités

[enonce]
Ce QCM bilan couvre l'ensemble du chapitre : dénombrement à plusieurs épreuves, arbre des possibles, événements contraires et formule du crible. Pour chaque question, choisissez la bonne réponse parmi les quatre propositions.
[/enonce]

[etape]
On lance une pièce de monnaie équilibrée trois fois de suite. Quelle est la probabilité d'obtenir exactement deux résultats « Pile » ?
[qcm]
[option]$\dfrac{2}{8}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{2}$[/option]
[option correct="true"]$\dfrac{3}{8}$[/option]
[option]$\dfrac{2}{3}$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
L'univers contient $2 \times 2 \times 2 = 8$ issues équiprobables. Les issues avec exactement deux « Pile » sont $\{PPF ; PFP ; FPP\}$ : il y en a $3$. Donc $p = \dfrac{3}{8}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{2}{8}$"]Non.
Le numérateur n'est pas $2$ sous prétexte qu'on cherche « deux Pile ». Il faut compter le nombre d'issues de l'univers qui contiennent exactement deux Pile.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{2}$"]Non.
Cette valeur correspondrait à la probabilité d'un « Pile » sur un seul lancer. Pour trois lancers, construire l'arbre ou lister les issues de l'univers.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{2}{3}$"]Non.
Le dénominateur n'est pas le nombre de lancers. Un univers de $3$ lancers de pièce contient $2 \times 2 \times 2$ issues, pas $3$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Construire un arbre à trois niveaux, puis compter les chemins contenant exactement deux « Pile ».[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
On lance une pièce de monnaie équilibrée trois fois. Quelle est la probabilité d'obtenir au moins un résultat « Face » ?
[qcm]
[option]$\dfrac{1}{8}$[/option]
[option correct="true"]$\dfrac{7}{8}$[/option]
[option]$\dfrac{3}{8}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{2}$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Le contraire de « au moins un Face » est « aucun Face », c'est-à-dire « trois Pile » ($PPP$). Une seule issue sur $8$ réalise cela. Donc $p(\text{au moins un F}) = 1 - \dfrac{1}{8} = \dfrac{7}{8}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{8}$"]Non.
Cette valeur correspond à « aucun Face », c'est-à-dire le contraire. Il faut encore passer au complément : $1 - \dfrac{1}{8}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{3}{8}$"]Non.
Cette valeur correspond à « exactement un Face ». « Au moins un Face » regroupe aussi les issues avec deux ou trois Faces.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{2}$"]Non.
C'est la probabilité sur un seul lancer. Ici il y a trois lancers, et l'événement « au moins un » est plus probable qu'un demi.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Le plus simple est de passer par l'événement contraire : « aucun Face » est une seule issue parmi $8$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
On lance deux dés équilibrés à six faces, un rouge et un bleu. Quelle est la probabilité que la somme des deux dés soit égale à $7$ ?
[qcm]
[option]$\dfrac{7}{36}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{12}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{36}$[/option]
[option correct="true"]$\dfrac{1}{6}$[/option]
[reponse statut="correct"]Parfait !
L'univers contient $6 \times 6 = 36$ couples équiprobables. Les issues de somme $7$ sont $(1;6)$, $(2;5)$, $(3;4)$, $(4;3)$, $(5;2)$, $(6;1)$ : il y en a $6$. Donc $p = \dfrac{6}{36} = \dfrac{1}{6}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{7}{36}$"]Non.
Le numérateur n'est pas la valeur visée par la somme, mais le nombre d'issues favorables. Lister les couples dont la somme vaut $7$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{12}$"]Non.
Trop peu d'issues comptabilisées : il y a plus de $3$ couples de somme $7$. Ne pas oublier que $(2\,;\,5)$ et $(5\,;\,2)$ sont deux issues distinctes.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{36}$"]Non.
Cela reviendrait à ne compter qu'une seule issue favorable. Plusieurs couples $(a\,;\,b)$ donnent une somme égale à $7$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Lister toutes les issues $(a\,;\,b)$ avec $a + b = 7$ parmi les $36$ couples possibles.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Dans une entreprise, la probabilité qu'un employé tiré au hasard soit cadre vaut $0{,}3$, celle d'être une femme vaut $0{,}55$ et celle d'être une femme cadre vaut $0{,}2$. Quelle est la probabilité qu'un employé tiré soit une femme non cadre ?
[qcm]
[option correct="true"]$0{,}35$[/option]
[option]$0{,}25$[/option]
[option]$0{,}7$[/option]
[option]$0{,}15$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Notons $F$ l'événement « être une femme » et $C$ « être cadre ». L'événement « femme non cadre » est $F \cap \overline{C}$. Les femmes se décomposent en femmes cadres et femmes non cadres : $p(F \cap \overline{C}) = p(F) - p(F \cap C) = 0{,}55 - 0{,}2 = 0{,}35$.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}25$"]Non.
Attention à ne pas confondre les ensembles. Les femmes non cadres sont les femmes auxquelles on retire les femmes cadres.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}7$"]Non.
Cette valeur correspond à $1 - p(C) = p(\overline{C})$, c'est-à-dire tous les non cadres (hommes inclus). Il faut encore limiter aux femmes.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}15$"]Non.
Le calcul $p(C) - p(F \cap C)$ donnerait les hommes cadres, pas les femmes non cadres. Changer l'événement de base.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Les femmes se scindent en deux groupes disjoints : cadres et non cadres. Soustraire la probabilité « femme cadre » de la probabilité « femme ».[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
On lance deux dés équilibrés à six faces. Quelle est la probabilité d'obtenir au moins un « $6$ » ?
[qcm]
[option]$\dfrac{1}{3}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{6}$[/option]
[option correct="true"]$\dfrac{11}{36}$[/option]
[option]$\dfrac{2}{36}$[/option]
[reponse statut="correct"]Bien vu !
L'univers contient $36$ couples équiprobables. Le contraire de « au moins un $6$ » est « aucun $6$ » : chaque dé doit afficher une des $5$ autres faces, soit $5 \times 5 = 25$ issues. Donc $p(\text{au moins un 6}) = 1 - \dfrac{25}{36} = \dfrac{11}{36}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{3}$"]Non.
On n'additionne pas simplement les deux probabilités $\dfrac{1}{6} + \dfrac{1}{6}$ : cela compterait deux fois le couple $(6\,;\,6)$. Passer par l'événement contraire est plus sûr.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{6}$"]Non.
Cette valeur correspond à « obtenir un $6$ sur un seul dé ». Ici deux dés sont lancés, et l'événement recherché est plus probable.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{2}{36}$"]Non.
Compter les issues avec au moins un $6$ : bien plus de $2$ couples $(a\,;\,b)$ satisfont cette condition. Le contraire (« aucun $6$ ») est plus simple à dénombrer.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Passer par l'événement contraire « aucun $6$ », compter les couples sans $6$, puis appliquer $p(A) = 1 - p(\overline{A})$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
On lance deux dés équilibrés à six faces. Quelle est la probabilité que le produit des deux faces obtenues soit pair ?
[qcm]
[option]$\dfrac{1}{2}$[/option]
[option correct="true"]$\dfrac{3}{4}$[/option]
[option]$\dfrac{1}{4}$[/option]
[option]$\dfrac{9}{36}$[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Le produit est impair seulement si les deux faces sont impaires. Il y a $3$ faces impaires par dé ($\{1;3;5\}$), donc $3 \times 3 = 9$ issues donnent un produit impair. Les $36 - 9 = 27$ issues restantes donnent un produit pair. D'où $p = \dfrac{27}{36} = \dfrac{3}{4}$.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{2}$"]Non.
Un nombre sur deux est pair, mais ici il s'agit d'un produit de deux nombres : le produit est pair dès qu'au moins l'un des deux facteurs l'est, ce qui est plus fréquent.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{1}{4}$"]Non.
C'est la probabilité que les deux dés soient pairs ($3 \times 3 / 36 = 9/36$). Or le produit est déjà pair dès qu'un seul des deux facteurs est pair.[/reponse]
[reponse motif="$\dfrac{9}{36}$"]Non.
Cette valeur correspond au nombre d'issues où les deux dés sont pairs (ou les deux impairs). Revenir à la règle : un produit est pair sauf si ses deux facteurs sont impairs.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Le produit est impair si et seulement si les deux facteurs sont impairs. Passer par l'événement contraire pour simplifier le calcul.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

Vrai/Faux : Union, intersection et arbres

[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur les probabilités, l'union, l'intersection et les arbres, indiquer si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]

[etape]
Affirmation : Pour tous événements $A$ et $B$ d'un univers $\Omega$, on a $p(A \cup B) = p(A) + p(B)$.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
La formule générale est $p(A \cup B) = p(A) + p(B) - p(A \cap B)$.
L'égalité $p(A \cup B) = p(A) + p(B)$ n'est valable que lorsque $A$ et $B$ sont incompatibles.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : la formule du crible est $p(A \cup B) = p(A) + p(B) - p(A \cap B)$.
Le terme $p(A \cap B)$ ne disparaît que si les événements sont incompatibles.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. La formule générale est $p(A \cup B) = p(A) + p(B) - p(A \cap B)$ ; elle ne se simplifie que lorsque $A \cap B = \varnothing$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si $A$ et $B$ sont incompatibles avec $p(A) = 0{,}4$ et $p(B) = 0{,}3$, alors $p(A \cup B) = 0{,}7$.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Puisque $A$ et $B$ sont incompatibles, $p(A \cap B) = 0$, donc :

$p(A \cup B) = p(A) + p(B) = 0{,}4 + 0{,}3 = 0{,}7$

[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Lorsque les événements sont incompatibles, la formule du crible se simplifie : $p(A \cup B) = p(A) + p(B)$.
Ici, $0{,}4 + 0{,}3 = 0{,}7$.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. $A$ et $B$ étant incompatibles, $p(A \cup B) = 0{,}4 + 0{,}3 = 0{,}7$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si $p(A) = 0{,}6$ et $p(B) = 0{,}5$, alors $A$ et $B$ sont incompatibles.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Si $A$ et $B$ étaient incompatibles, on aurait $p(A \cup B) = 0{,}6 + 0{,}5 = 1{,}1$, ce qui est impossible (une probabilité est $\leqslant 1$).
Donc $A$ et $B$ ne peuvent pas être incompatibles : ils ont forcément une intersection non vide.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le piège : lorsque $p(A) + p(B) > 1$, les deux événements ne peuvent pas être incompatibles.
Sinon, on aurait $p(A \cup B) = 1{,}1 > 1$, ce qui est impossible.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. Si $A$ et $B$ étaient incompatibles on aurait $p(A \cup B) = 1{,}1 > 1$, ce qui est impossible : ils ont forcément une partie commune.
[/solution]
[/etape]

[etape]
On lance deux fois de suite une pièce équilibrée.

Affirmation : La probabilité d'obtenir au moins un Pile est $\dfrac{3}{4}$.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
L'univers $\Omega = \{PP, PF, FP, FF\}$ contient 4 issues équiprobables.
L'événement contraire « aucun Pile » se limite à $\{FF\}$, de probabilité $\dfrac{1}{4}$.
Donc $p(\text{au moins un Pile}) = 1 - \dfrac{1}{4} = \dfrac{3}{4}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Méthode efficace : passer par l'événement contraire « aucun Pile » = $\{FF\}$.
On a $p(FF) = \dfrac{1}{4}$, donc $p(\text{au moins un Pile}) = 1 - \dfrac{1}{4} = \dfrac{3}{4}$.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. Par passage au contraire, $p(\text{au moins un Pile}) = 1 - p(FF) = 1 - \dfrac{1}{4} = \dfrac{3}{4}$.
[/solution]
[/etape]

[etape]
On lance trois fois de suite une pièce équilibrée.

Affirmation : L'univers $\Omega$ de cette expérience contient 6 issues.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Chaque lancer offre 2 résultats possibles (P ou F), donc pour 3 lancers on a $2 \times 2 \times 2 = 8$ issues équiprobables.
L'arbre des possibles confirme : $\{PPP, PPF, PFP, PFF, FPP, FPF, FFP, FFF\}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention : pour des épreuves successives, on multiplie les nombres de résultats.
Avec 3 lancers, chaque lancer a 2 issues, donc $\Omega$ contient $2 \times 2 \times 2 = 8$ issues.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. L'univers contient $2 \times 2 \times 2 = 8$ issues, pas 6.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si $p(A) = 0{,}7$, $p(B) = 0{,}4$ et $p(A \cap B) = 0{,}2$, alors $p(A \cup B) = 0{,}9$.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
On applique directement la formule du crible :

$p(A \cup B) = p(A) + p(B) - p(A \cap B) = 0{,}7 + 0{,}4 - 0{,}2 = 0{,}9$

[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Il faut appliquer la formule $p(A \cup B) = p(A) + p(B) - p(A \cap B)$.
Ici $0{,}7 + 0{,}4 - 0{,}2 = 0{,}9$.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. D'après la formule du crible, $p(A \cup B) = 0{,}7 + 0{,}4 - 0{,}2 = 0{,}9$.
[/solution]
[/etape]

Probabilités : choix d’un menu au restaurant

Un restaurant propose chaque jour une formule composée d'une entrée, d'un plat et d'un dessert. La carte du jour est la suivante :

  • Entrées ($3$ choix) : salade, soupe, tarte salée ;
  • Plats ($4$ choix) : poisson, poulet, bœuf, risotto végétarien ;
  • Desserts ($2$ choix) : glace, fruit.

Un client choisit sa formule au hasard, chaque combinaison étant équiprobable.

On considère les événements :

  • $V$ : « le plat choisi est végétarien »
  • $G$ : « le dessert choisi est la glace »
  1. Combien de formules différentes peut-on composer ?
  2. Calculer $p\left(V\right)$ et $p\left(G\right)$.
  3. Calculer $p\left(V \cap G\right)$ puis $p\left(V \cup G\right)$.
  4. Calculer la probabilité de l'événement « le plat n'est pas végétarien et le dessert est la glace ».

Corrigé

  1. Une formule est un triplet (entrée, plat, dessert). D'après le principe multiplicatif, le nombre total de formules est :

    $3 \times 4 \times 2 = \mathbf{24}$ formules
  2. Les formules contenant le risotto végétarien correspondent au choix libre de l'entrée et du dessert : $3 \times 1 \times 2 = 6$ formules. D'où :

    $p\left(V\right) = \dfrac{6}{24} = \mathbf{\dfrac{1}{4}}$

    Les formules avec la glace en dessert sont au nombre de $3 \times 4 \times 1 = 12$. D'où :

    $p\left(G\right) = \dfrac{12}{24} = \mathbf{\dfrac{1}{2}}$
  3. L'événement $V \cap G$ correspond aux formules ayant à la fois le risotto végétarien et la glace. Leur nombre est $3 \times 1 \times 1 = 3$, d'où :

    $p\left(V \cap G\right) = \dfrac{3}{24} = \mathbf{\dfrac{1}{8}}$

    En appliquant la formule de l'union :
    $p\left(V \cup G\right) = p\left(V\right) + p\left(G\right) - p\left(V \cap G\right) = \dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{8} = \dfrac{2}{8} + \dfrac{4}{8} - \dfrac{1}{8}$

    $\mathbf{p\left(V \cup G\right) = \dfrac{5}{8}}$
  4. L'événement considéré est $\overline{V} \cap G$. Il regroupe les formules dont le plat n'est pas le risotto ($3$ choix de plat) et dont le dessert est la glace ($1$ choix). Leur nombre est $3 \times 3 \times 1 = 9$, donc :

    $\mathbf{p\left(\overline{V} \cap G\right) = \dfrac{9}{24} = \dfrac{3}{8}}$

Pour réviser : Calculer une probabilité d'union avec la formule p(A∪B)

Probabilités : arbre des possibles avec trois pièces

Sarah lance successivement trois pièces de monnaie bien équilibrées et note, dans l'ordre, les côtés obtenus : $P$ pour Pile et $F$ pour Face.

On considère les événements :

  • $D$ : « obtenir exactement deux fois Pile »
  • $U$ : « obtenir au moins une fois Pile »
  • $M$ : « obtenir trois fois la même face »
  1. Représenter la situation par un arbre des possibles et en déduire le nombre d'issues.
  2. Calculer $p\left(D\right)$.
  3. À l'aide de l'événement contraire, calculer $p\left(U\right)$.
  4. Calculer $p\left(M\right)$.

Corrigé

Les trois pièces étant équilibrées, Pile et Face sont équiprobables à chaque lancer : on est en situation d'équiprobabilité sur l'ensemble des issues.

  1. À chaque lancer, il y a $2$ possibilités ($P$ ou $F$). On représente la situation par l'arbre des possibles suivant :

    Arbre des possibles à trois niveaux pour le lancer de trois pièces, conduisant aux huit issues PPP, PPF, PFP, PFF, FPP, FPF, FFP, FFF

    L'arbre comporte $2 \times 2 \times 2 = 8$ chemins. L'univers est :

    $\Omega = \{PPP\,;\,PPF\,;\,PFP\,;\,PFF\,;\,FPP\,;\,FPF\,;\,FFP\,;\,FFF\}$

    Il y a $8$ issues équiprobables.

  2. Les issues favorables à $D$ sont celles contenant exactement deux $P$ :

    $\{PPF\,;\,PFP\,;\,FPP\}$

    Il y en a $3$ sur $8$, donc :

    $\mathbf{p\left(D\right) = \dfrac{3}{8}}$
  3. L'événement contraire de $U$ est $\overline{U}$ : « n'obtenir aucun Pile », c'est-à-dire $FFF$. C'est une seule issue sur $8$, donc :
    $p\left(\overline{U}\right) = \dfrac{1}{8}$
    On en déduit :

    $\mathbf{p\left(U\right) = 1 - \dfrac{1}{8} = \dfrac{7}{8}}$
  4. Les issues favorables à $M$ sont $PPP$ et $FFF$, soit $2$ issues sur $8$ :

    $\mathbf{p\left(M\right) = \dfrac{2}{8} = \dfrac{1}{4}}$