Probabilité d’un événement | Statistiques et probabilités - Seconde

Introduction aux probabilités

PROBABILITÉ D'UN ÉVÉNEMENT
Statistiques et probabilités - Niveau Seconde

Découvrez les fondements des probabilités en mathématiques

Événement
Probabilité
Calcul

Définition de la probabilité

La probabilité d'un événement

DÉFINITION MATHÉMATIQUE
Définition

La probabilité d'un événement A, notée P(A), est un nombre compris entre 0 et 1 qui mesure la chance que cet événement se réalise.

\( 0 \leq P(A) \leq 1 \)
Interprétation : Plus la probabilité est proche de 1, plus l'événement a de chances de se produire

Types d'événements

Classification des événements

TYPES D'ÉVÉNEMENTS
Événement certain
1 Un événement certain se produit toujours
P(événement certain) = 1
2 Exemple : "Obtenir un chiffre entre 1 et 6 en lançant un dé normal"
Événement impossible
1 Un événement impossible ne se produit jamais
P(événement impossible) = 0
2 Exemple : "Obtenir 7 en lançant un dé normal"
Événement contraire
1 L'événement contraire de A, noté Ā, se produit quand A ne se produit pas
P(Ā) = 1 - P(A)
2 Exemple : Si A = "obtenir un 6", alors Ā = "ne pas obtenir un 6"

Calcul de probabilité

Méthode de calcul

CAS ÉQUITABLE
Formule de base

Lorsque toutes les issues d'une expérience aléatoire ont la même chance de se produire (cas équiprobable), la probabilité d'un événement A est :

\( P(A) = \frac{\text{nombre de cas favorables}}{\text{nombre de cas possibles}} \)
EXEMPLE PRATIQUE
Lancer d'un dé équilibré
1 Expérience : Lancer un dé à 6 faces
2 Cas possibles : {1, 2, 3, 4, 5, 6} → 6 cas
3 Soit A = "obtenir un nombre pair"
4 Cas favorables : {2, 4, 6} → 3 cas
5 Donc : P(A) = 3/6 = 1/2 = 0.5

Événements incompatibles

Addition de probabilités

DÉFINITION
Quand deux événements sont incompatibles

Deux événements A et B sont incompatibles (ou disjoints) s'ils ne peuvent pas se produire en même temps.

Autrement dit : A ∩ B = ∅

Si A et B sont incompatibles : \( P(A \cup B) = P(A) + P(B) \)
EXEMPLE
Application

On tire une carte d'un jeu de 32 cartes. Soient :

  • A = "tirer un roi"
  • B = "tirer une dame"

A et B sont incompatibles car une carte ne peut pas être à la fois roi et dame.

P(A) = 4/32, P(B) = 4/32

Donc : P(A ∪ B) = P(A) + P(B) = 4/32 + 4/32 = 8/32 = 1/4

Événements contraires

Propriété des événements contraires

RELATION FONDAMENTALE
Formule des événements contraires

Pour tout événement A, la probabilité de son événement contraire Ā est :

\( P(\bar{A}) = 1 - P(A) \)

Ou encore : \( P(A) + P(\bar{A}) = 1 \)

APPLICATION PRATIQUE
Exemple de calcul
1 On lance un dé équilibré
2 Soit A = "obtenir un 6"
3 P(A) = 1/6
4 Soit Ā = "ne pas obtenir un 6"
5 P(Ā) = 1 - P(A) = 1 - 1/6 = 5/6

Exemple de calcul

Application concrète

SITUATION
Situation

On lance un dé équilibré à 6 faces numérotées de 1 à 6. On s'intéresse à l'événement A = "obtenir un nombre strictement inférieur à 5".

Résolution
1 Ensemble des résultats possibles : {1, 2, 3, 4, 5, 6} → 6 cas
2 Ensemble des résultats favorables à A : {1, 2, 3, 4} → 4 cas
3 Donc : P(A) = 4/6 = 2/3 ≈ 0.67
4 P(Ā) = 1 - P(A) = 1 - 2/3 = 1/3

Tableau des fréquences

Lien entre fréquence et probabilité

APPROCHE STATISTIQUE
Loi des grands nombres

Lorsqu'on répète un grand nombre de fois une expérience aléatoire, la fréquence d'apparition d'un événement tend vers sa probabilité théorique.

Fréquence ≈ Probabilité lorsque le nombre de répétitions → ∞
EXEMPLE PRATIQUE
Lancer de pièce
Nombre de lancers Fréquence pile Probabilité théorique
10 0.6 0.5
100 0.48 0.5
1000 0.503 0.5

Arbre de probabilités

Représentation visuelle

REPRÉSENTATION DES ÉVÉNEMENTS
Exemple : Tirage successif

On tire successivement deux boules dans une urne contenant 3 boules rouges et 2 boules vertes (sans remise).

RÈGLES DE CALCUL
Sur un arbre pondéré
  • 1 Sur chaque branche partant d'un nœud, la somme des probabilités est 1
  • 2 La probabilité d'un chemin est le produit des probabilités des branches
  • 3 La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins qui y conduisent

Exercice d'application

Problème complet

ÉNONCÉ
Question

Une urne contient 5 boules rouges, 3 boules blanches et 2 boules noires. On tire une boule au hasard.

1. Calculer la probabilité de tirer une boule rouge.

2. Calculer la probabilité de tirer une boule qui n'est pas noire.

3. Calculer la probabilité de tirer une boule rouge ou blanche.

Solution de l'exercice

Correction détaillée

DONNÉES
Informations

Total de boules : 5 + 3 + 2 = 10 boules

  • 5 boules rouges
  • 3 boules blanches
  • 2 boules noires
QUESTION 1
Probabilité de tirer une boule rouge

Soit A = "tirer une boule rouge"

P(A) = 5/10 = 1/2 = 0.5
QUESTION 2
Probabilité de tirer une boule qui n'est pas noire

Soit B = "tirer une boule qui n'est pas noire" = "tirer une boule rouge ou blanche"

P(B) = (5+3)/10 = 8/10 = 4/5 = 0.8

Ou bien : P(B) = 1 - P("tirer une boule noire") = 1 - 2/10 = 8/10 = 0.8

QUESTION 3
Probabilité de tirer une boule rouge ou blanche

Les événements "tirer une boule rouge" et "tirer une boule blanche" sont incompatibles.

P("rouge ou blanche") = P("rouge") + P("blanche") = 5/10 + 3/10 = 8/10 = 0.8

Résumé

Points clés

DÉFINITIONS ESSENTIELLES
Probabilité d'un événement
  • \( 0 \leq P(A) \leq 1 \) pour tout événement A
  • P(événement certain) = 1
  • P(événement impossible) = 0
Calcul dans le cas équiprobable
  • \( P(A) = \frac{\text{nombre de cas favorables}}{\text{nombre de cas possibles}} \)
Propriétés importantes
  • Événements incompatibles : P(A ∪ B) = P(A) + P(B)
  • Événements contraires : P(Ā) = 1 - P(A)
Maîtrisez ces concepts pour réussir en probabilités !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DES PROBABILITÉS
Vous comprenez maintenant la probabilité d'un événement !

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