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Leçon 2
Équiprobabilité et dénombrement
Le cours écrit
2.1 Équiprobabilité
Définition. Si toutes les éventualités ont la même probabilité, on dit qu'il y a équiprobabilité. Avec , chaque éventualité a alors la probabilité , et pour tout événement :
L'équiprobabilité est une hypothèse de modélisation, que l'énoncé signale par des expressions comme « dé équilibré », « pièce bien équilibrée », « boules indiscernables au toucher », « on choisit au hasard ».
Exemple 1 (deux dés). On lance deux dés équilibrés, un rouge et un vert. Une éventualité est un couple : , et les couples sont équiprobables.
- « La somme vaut » : , , , , , , soit cas : .
- « Obtenir au moins un » : son contraire, « aucun », compte couples. Donc .
2.2 Rappels de dénombrement (Première)
Soit un ensemble à éléments et un entier naturel.
| Objet | Ce qu'on compte | Nombre |
|---|---|---|
| -liste | suites ordonnées de éléments de , répétitions permises | |
| arrangement | suites ordonnées de éléments distincts () | |
| permutation | rangements des éléments | |
| combinaison | parties à éléments, sans ordre () |
On lit « C, n, p » et « factorielle », avec . On rencontre aussi la notation pour .
Propriétés. ; ; ; (triangle de Pascal).
2.3 Modéliser un tirage
Le type de tirage décide de l'univers. Dans les trois cas, il y a équiprobabilité.
| Tirage de objets parmi | L'ordre compte ? | Répétition ? | |
|---|---|---|---|
| successif avec remise | oui | oui | |
| successif sans remise | oui | non | |
| simultané | non | non |
Exemple 2. Une urne contient boules rouges et boules vertes, indiscernables au toucher. On tire boules.
a. Tirage simultané. .
- « Exactement rouges » : on choisit rouges parmi et verte parmi : cas, donc .
- « Au moins une verte » : contraire de « rouges », qui compte cas. .
b. Tirage successif sans remise. .
- « Rouge, rouge, verte, dans cet ordre » : cas, .
- « Exactement rouges » : la verte peut être en position , ou , soit cas, . On retrouve le résultat du tirage simultané : pour un événement qui ne dépend pas de l'ordre, les deux modèles donnent la même probabilité.
c. Tirage successif avec remise. .
- « Exactement rouges » : positions possibles pour la verte, puis choix : cas, .
2.4 « Au moins un » : passer par le contraire
Méthode. Pour « au moins un… », on calcule presque toujours la probabilité du contraire, « aucun… », puis . C'est ce qui a été fait dans les exemples 1 et 2.
Exercices 3, 4 et 5
- Exercice 3 : deux dés
- Exercice 4 : une urne, trois façons de tirer
- Exercice 5 : dénombrer dans des situations réelles
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Corrigés
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