Terminale · Chapitre 7

Probabilités (I) — Bernoulli et loi binomiale

Exercices corrigés — épreuves indépendantes, loi de Bernoulli, loi binomiale, espérance/variance, au moins un succès.
Ex. 1 — Succession d'épreuves indépendantes Ex. 2 — Loi de Bernoulli Ex. 3 — Loi binomiale Ex. 4 — Espérance et variance Ex. 5 — Au moins un succès
Chaque exercice se traite d'abord seul, puis se corrige en cliquant sur le bouton vert. Les corrections détaillent chaque étape du raisonnement.
Exercice 1
Succession d'épreuves indépendantes

On lance $3$ fois de suite une pièce de monnaie équilibrée.

Calculer la probabilité d'obtenir, dans cet ordre, « Pile, Face, Pile ».

Les lancers sont indépendants.

À chaque lancer, $P(\text{Pile})=P(\text{Face})=\dfrac{1}{2}$. La probabilité de l'issue ordonnée est le produit :

\[ P(\text{P, F, P})=\frac{1}{2}\times\frac{1}{2}\times\frac{1}{2}=\frac{1}{8}. \]
Exercice 2
Loi de Bernoulli

On lance un dé équilibré à six faces. On appelle « succès » l'événement « obtenir un $6$ ». La variable $X$ vaut $1$ en cas de succès et $0$ sinon.

Donner la valeur de $p$, puis calculer $P(X=0)$.

On identifie la probabilité de succès.

Une seule face donne un succès, donc $p=P(X=1)=\dfrac{1}{6}$.

On en déduit la probabilité d'échec.

\[ P(X=0)=1-p=1-\frac{1}{6}=\frac{5}{6}. \]
Exercice 3
Loi binomiale

On répète $6$ fois, de façon indépendante, une épreuve de succès $p=0{,}5$. On note $X$ le nombre de succès, donc $X$ suit la loi $\mathcal{B}(6\,;0{,}5)$.

Calculer la probabilité $P(X=3)$.

On applique la formule de la loi binomiale.

\[ P(X=3)=\binom{6}{3}(0{,}5)^{3}(0{,}5)^{3}=20\times(0{,}5)^{6}. \]

On calcule.

\[ P(X=3)=\frac{20}{64}=0{,}3125. \]
Exercice 4
Espérance et variance

Une variable aléatoire $X$ suit la loi binomiale $\mathcal{B}(50\,;0{,}2)$.

Calculer l'espérance $E(X)$, la variance $V(X)$ et l'écart-type $\sigma(X)$.

On applique les formules de la loi binomiale.

\[ E(X)=np=50\times 0{,}2=10. \]
\[ V(X)=np(1-p)=50\times 0{,}2\times 0{,}8=8. \]

On en déduit l'écart-type.

\[ \sigma(X)=\sqrt{V(X)}=\sqrt{8}=2\sqrt{2}\approx 2{,}83. \]
Exercice 5
Au moins un succès

On répète $5$ fois, de façon indépendante, une épreuve de succès $p=0{,}4$. On note $X$ le nombre de succès, donc $X$ suit la loi $\mathcal{B}(5\,;0{,}4)$.

Calculer la probabilité d'obtenir au moins un succès, c'est-à-dire $P(X\geqslant 1)$.

On passe par l'événement contraire.

L'événement contraire de « au moins un succès » est « aucun succès », soit $X=0$.

\[ P(X\geqslant 1)=1-P(X=0)=1-\binom{5}{0}(0{,}4)^{0}(0{,}6)^{5}=1-(0{,}6)^{5}. \]

On calcule.

\[ P(X\geqslant 1)=1-0{,}07776=0{,}92224. \]