Devoir d'une heure, sur 20 points, commun aux séries S1-S3 et S2-S4 (il ne porte que sur le socle commun). Calculatrice autorisée. Les données sont inventées (situations simplifiées). Seuil proposé : 10/20. Corrigé et barème à la fin.
Sujet
Exercice 1 (10 points)
Une coopérative agricole reçoit des sacs d'arachide de deux villages : des sacs viennent du village , les autres du village . Parmi les sacs du village , sont non conformes (arachide trop humide) ; parmi ceux du village , sont non conformes. On choisit un sac au hasard dans le stock. On note « le sac vient du village », « le sac vient du village » et « le sac est non conforme ».
- Construire un arbre pondéré qui représente la situation. (1 point)
- Calculer la probabilité que le sac vienne du village et soit non conforme. (1 point)
- Montrer que . (2 points)
- Le sac choisi est non conforme. Calculer la probabilité qu'il vienne du village (valeur exacte, puis valeur approchée au centième). (2 points)
- Les événements et sont-ils indépendants ? Justifier. (1 point)
- On prélève au hasard sacs dans le stock, qui est assez grand pour assimiler ce prélèvement à tirages indépendants. On note le nombre de sacs non conformes parmi eux.
a. Justifier que suit une loi binomiale, préciser ses paramètres et calculer . (1 point)
b. Calculer la probabilité qu'aucun sac ne soit non conforme (valeur approchée au millième). (1 point)
c. Calculer la probabilité qu'au moins deux sacs soient non conformes (valeur approchée au millième). (1 point)
Exercice 2 (10 points)
Une urne contient boules rouges et boules noires, indiscernables au toucher. Un joueur tire simultanément boules. Il gagne F (francs CFA) pour chaque boule rouge tirée et perd F pour chaque boule noire tirée. On note son gain algébrique, en francs.
- Combien y a-t-il de tirages possibles ? (1 point)
- Montrer que prend les valeurs , et , puis déterminer la loi de probabilité de . (3 points)
- Déterminer la fonction de répartition de et la représenter graphiquement. (2 points)
- Calculer l'espérance de . Le jeu est-il favorable au joueur ? (2 points)
- Calculer la variance de , puis son écart-type (valeur approchée à l'unité). (1 point)
- On garde le gain de F par boule rouge. Quelle perte par boule noire faudrait-il fixer pour que le jeu soit équitable ? (1 point)
Corrigé et barème (après avoir cherché)
Exercice 1
1. (1 pt) Première étape : (), (). Puis, après : (), () ; après : (), ().
2. (1 pt) .
3. (2 pts)
- (1 pt) et forment une partition : formule des probabilités totales.
- (1 pt) .
4. (2 pts) (1 pt) ; (1 pt) .
5. (1 pt) : et ne sont pas indépendants. On peut aussi comparer et .
6. (3 pts)
- a. (1 pt) Chaque prélèvement est une épreuve de Bernoulli (succès : « non conforme », ), répétée fois de façon identique et indépendante : suit , et .
- b. (1 pt) .
- c. (1 pt) , donc .
Exercice 2
1. (1 pt) Tirage simultané de boules parmi : tirages, équiprobables.
2. (3 pts)
- (1 pt) Deux rouges : ; une rouge et une noire : ; deux noires : .
- (2 pts) ; ; .
Vérification : .
3. (2 pts) (1 pt) si ; si ; si ; si . (1 pt) Courbe en escalier, avec un point plein à gauche et un point creux à droite de chaque palier.
4. (2 pts) (1 pt) F. (1 pt) : le jeu est favorable au joueur, qui gagne en moyenne environ F par partie.
5. (1 pt) , donc et F.
6. (1 pt) Avec une perte de F par boule noire, les gains sont , et : . Le jeu est équitable si , soit F.
Compétences évaluées
| Question | Compétence (objectif de la fiche du chapitre) |
|---|---|
| Ex. 1, 1 à 4 | O5 et O6 Probabilité conditionnelle, arbre pondéré, probabilités totales |
| Ex. 1, 5 | O7 Montrer que deux événements sont (ou ne sont pas) indépendants |
| Ex. 1, 6 | O11 Reconnaître et utiliser une loi binomiale |
| Ex. 2, 1 et 2 | O3 et O8 Dénombrer, déterminer la loi d'une variable aléatoire |
| Ex. 2, 3 | O9 Fonction de répartition |
| Ex. 2, 4 à 6 | O10 Espérance, variance, écart-type ; jeu équitable |