[enonce]
Un sac contient 4 jetons indiscernables au toucher :
- 1 jeton bleu valant 3 points
- 1 jeton rouge valant 2 points
- 2 jetons verts valant chacun 1 point
On tire un jeton au hasard, on note sa valeur, puis on le remet dans le sac. On tire alors un second jeton.
Le score est la somme des valeurs des deux jetons tirés.
Calculer la probabilité d'obtenir un score de 4 points.
[/enonce]
[etape]
Il y a 4 jetons dans le sac et on effectue deux tirages avec remise. Combien d'issues possibles comporte cette expérience ?
[[nb]]
[math id="nb" attendu="16"]
[reponse statut="correct"]Correct !
Chaque tirage comporte 4 issues possibles (les 4 jetons). Avec remise, le nombre total d'issues est $4 \times 4 = 16$.[/reponse]
[reponse motif="8"]$8 = 4 + 4$ : il ne faut pas additionner les issues de chaque tirage, mais les combiner. Chaque jeton du premier tirage peut être associé à chacun des 4 jetons du second.[/reponse]
[reponse motif="6"]Attention, il y a 4 jetons dans le sac (pas 3 couleurs). Les deux jetons verts sont des issues distinctes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Pour une expérience à deux épreuves, le nombre total d'issues est le produit du nombre d'issues de chaque épreuve.[/reponse]
[aide essai="2"]Le nombre total d'issues est le produit du nombre d'issues de chaque tirage.[/aide]
[aide essai="3"]$4 \times 4 = \ldots$[/aide]
[/math]
[solution]
Le nombre total d'issues est $4 \times 4 = 16$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Pour représenter toutes les issues, on construit un tableau à double entrée. Que doit-on placer en lignes et en colonnes ?
[qcm]
[option]Les 3 couleurs (bleu, rouge, vert) en lignes et en colonnes[/option]
[option correct="true"]Les 4 jetons (B, R, V$_1$, V$_2$) en lignes et en colonnes[/option]
[option]Les valeurs (1, 2, 3) en lignes et en colonnes[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Il faut distinguer les 4 jetons, y compris les deux verts (V$_1$ et V$_2$), car ce sont des issues distinctes. Le tableau aura donc $4 \times 4 = 16$ cases.[/reponse]
[reponse motif="Les 3 couleurs (bleu, rouge, vert) en lignes et en colonnes"]Les deux jetons verts sont des objets distincts (même s'ils ont la même valeur). Si on ne met que 3 colonnes, on ne retrouve que $3 \times 3 = 9$ cases au lieu de 16.[/reponse]
[reponse motif="Les valeurs (1, 2, 3) en lignes et en colonnes"]Les valeurs ne suffisent pas : il y a 2 jetons de valeur 1 (V$_1$ et V$_2$). Chaque jeton est une issue distincte, il faut les représenter séparément.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Chaque jeton est une issue distincte. Le tableau doit avoir autant de lignes et de colonnes que de jetons dans le sac.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
On place les 4 jetons (B, R, V$_1$, V$_2$) en lignes et en colonnes.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Dans chaque case du tableau, on inscrit le score (somme des valeurs des deux jetons). Calculer le score lorsqu'on tire le jeton bleu puis le jeton rouge : [[score_br]]
[math id="score_br" attendu="5"]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Le score est $3 + 2 = 5$. En remplissant tout le tableau de la même façon, on obtient :
| $+$ |
B (3) |
R (2) |
V$_1$ (1) |
V$_2$ (1) |
| B (3) |
6 |
5 |
4 |
4 |
| R (2) |
5 |
4 |
3 |
3 |
| V$_1$ (1) |
4 |
3 |
2 |
2 |
| V$_2$ (1) |
4 |
3 |
2 |
2 |
[/reponse]
[reponse motif="6"]$6 = 3 \times 2$ : il ne faut pas multiplier les valeurs, mais les additionner. Le score est la somme des deux valeurs.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Le score est la somme des valeurs des deux jetons tirés. Le bleu vaut 3 points et le rouge vaut 2 points.[/reponse]
[aide essai="2"]Le score est la somme : valeur du premier jeton + valeur du second jeton.[/aide]
[aide essai="3"]$3 + 2 = \ldots$[/aide]
[/math]
[solution]
Score = $3 + 2 = 5$. Le tableau complet des scores est :
| $+$ |
B (3) |
R (2) |
V$_1$ (1) |
V$_2$ (1) |
| B (3) |
6 |
5 |
4 |
4 |
| R (2) |
5 |
4 |
3 |
3 |
| V$_1$ (1) |
4 |
3 |
2 |
2 |
| V$_2$ (1) |
4 |
3 |
2 |
2 |
[/solution]
[/etape]
[etape]
En utilisant le tableau, combien de cases contiennent un score de 4 ?
[[n4]]
[math id="n4" attendu="5"]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Les 5 cases contenant un score de 4 sont : (B ; V$_1$), (B ; V$_2$), (R ; R), (V$_1$ ; B) et (V$_2$ ; B).[/reponse]
[reponse motif="4"]Attention, il manque une case. La case (R ; R) donne aussi un score de $2 + 2 = 4$. Recompter ligne par ligne.[/reponse]
[reponse motif="2"]Il ne faut pas oublier que V$_1$ et V$_2$ sont des jetons distincts. (B ; V$_1$) et (B ; V$_2$) sont deux issues différentes, de même que (V$_1$ ; B) et (V$_2$ ; B). Et il y a aussi (R ; R).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Repérer systématiquement chaque case du tableau contenant la valeur 4.[/reponse]
[aide essai="2"]Parcourir le tableau ligne par ligne et compter toutes les cases qui affichent 4.[/aide]
[aide essai="3"]Ligne B : deux cases valent 4. Ligne R : une case vaut 4. Lignes V$_1$ et V$_2$ : une case chacune.[/aide]
[/math]
[solution]
Il y a 5 cases contenant un score de 4 : (B ; V$_1$), (B ; V$_2$), (R ; R), (V$_1$ ; B) et (V$_2$ ; B).
[/solution]
[/etape]
[etape]
En déduire la probabilité d'obtenir un score de 4 points. Donner le résultat sous forme de fraction irréductible : [[p4]]
[math id="p4" attendu="\frac{5}{16}"]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Il y a 5 cases favorables sur 16 au total :
$p(\text{score} = 4) = \dfrac{5}{16}$
La fraction est déjà irréductible car 5 est premier et ne divise pas 16.[/reponse]
[reponse motif="\frac{1}{4}"]$\dfrac{1}{4} = \dfrac{4}{16}$ correspondrait à 4 cases favorables. Or il y en a 5 : ne pas oublier la case (R ; R) qui donne aussi $2 + 2 = 4$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Diviser le nombre de cases favorables (trouvé à l'étape précédente) par le nombre total d'issues (16).[/reponse]
[aide essai="2"]$p(\text{score} = 4) = \dfrac{\text{cases favorables}}{\text{cases totales}} = \dfrac{5}{16}$.[/aide]
[aide essai="3"]Il y a 5 cases de score 4 et 16 cases au total.[/aide]
[/math]
[solution]
$p(\text{score} = 4) = \dfrac{5}{16}$.
[/solution]
[/etape]
[etape]
Calculer la probabilité que les deux jetons tirés soient de la même couleur. Donner le résultat sous forme de fraction irréductible : [[pmeme]]
[math id="pmeme" attendu="\frac{3}{8}" format="irreductible"]
[reponse statut="correct"]Bien joué !
Les cases « même couleur » sont :
(B ; B) : 1 case, (R ; R) : 1 case, et les couples de verts : (V$_1$ ; V$_1$), (V$_1$ ; V$_2$), (V$_2$ ; V$_1$), (V$_2$ ; V$_2$) : 4 cases.
$p(\text{même couleur}) = \dfrac{1 + 1 + 4}{16} = \dfrac{6}{16} = \dfrac{3}{8}$
[/reponse]
[reponse statut="format"]Le calcul est juste, mais la fraction n'est pas irréductible.[/reponse]
[reponse motif="\frac{1}{8}"]Il ne faut pas oublier les jetons verts. V$_1$ et V$_2$ sont de la même couleur, donc tous les couples de verts comptent.[/reponse]
[reponse motif="\frac{1}{4}"]Attention, les 4 cases de couples verts (V$_1$V$_1$, V$_1$V$_2$, V$_2$V$_1$, V$_2$V$_2$) comptent toutes comme « même couleur ». Il y a aussi (B ; B) et (R ; R).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Repérer dans le tableau toutes les cases où les deux jetons sont de la même couleur (bleu-bleu, rouge-rouge, vert-vert), puis diviser par 16.[/reponse]
[aide essai="2"]Les cases « même couleur » regroupent : (B ; B), (R ; R) et tous les couples de verts.[/aide]
[aide essai="3"]1 case bleu-bleu + 1 case rouge-rouge + 4 cases vert-vert = 6 cases. $\dfrac{6}{16}$ à simplifier.[/aide]
[/math]
[solution]
$p(\text{même couleur}) = \dfrac{6}{16} = \dfrac{3}{8}$.
[/solution]
[/etape]