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ExercicePremière, chapitre 5 — Probabilités conditionnelles · Exercices de synthèse

Exercice 34

Calcul

Soient AA et BB deux événements d'un univers Ω\Omega tels que P(A)=0,4PA(B)=xPA‾(B)=0,2P(A)=0{,}4 \qquad P_{A}(B)=x \qquad P_{\overline{A}}(B)=0{,}2 où xx désigne un nombre réel de l'intervalle [0 ;1][0\,;1].

1. Construire un arbre pondéré faisant apparaître xx.

2. Démontrer que P(B)=0,4x+0,12P(B)=0{,}4x+0{,}12.

3. Déterminer la valeur de xx pour laquelle P(B)=0,3P(B)=0{,}3.

4. Déterminer la valeur de xx pour laquelle les événements AA et BB sont indépendants. Interpréter le résultat obtenu.

5. Déterminer les valeurs de xx pour lesquelles P(B)⩾0,4P(B)\geqslant 0{,}4.

6. Lorsque xx parcourt l'intervalle [0 ;1][0\,;1], entre quelles valeurs P(B)P(B) varie-t-il ?

7. Exprimer PB(A)P_{B}(A) en fonction de xx, pour x≠0x\neq 0.

Corrigé

1.

Figure

2. D'après la formule des probabilités totales : P(B)=P(A)×PA(B)+P(A‾)×PA‾(B)=0,4 x+0,6×0,2P(B)=P(A)\times P_{A}(B)+P(\overline{A})\times P_{\overline{A}}(B)=0{,}4\,x+0{,}6\times 0{,}2

P(B)=0,4 x+0,12\boxed{P(B)=0{,}4\,x+0{,}12}

3. 0,4x+0,12=0,3  ⟺  0,4x=0,18  ⟺  x=0,450{,}4x+0{,}12=0{,}3 \iff 0{,}4x=0{,}18 \iff \boxed{x=0{,}45}

4. Les événements sont indépendants si et seulement si PA(B)=P(B)P_{A}(B)=P(B), soit x=0,4x+0,12  ⟺  0,6x=0,12  ⟺  x=0,2x=0{,}4x+0{,}12 \iff 0{,}6x=0{,}12 \iff \boxed{x=0{,}2} Interprétation : on retrouve x=PA‾(B)=0,2x=P_{\overline{A}}(B)=0{,}2. L'indépendance signifie exactement que la probabilité de BB est la même selon que AA est réalisé ou non — les deux branches de l'arbre portent alors la même valeur.

5. 0,4x+0,12⩾0,4  ⟺  0,4x⩾0,28  ⟺  x⩾0,70{,}4x+0{,}12\geqslant 0{,}4 \iff 0{,}4x\geqslant 0{,}28 \iff \boxed{x\geqslant 0{,}7}

6. La fonction x↦0,4x+0,12x\mapsto 0{,}4x+0{,}12 est affine de coefficient directeur 0,4>00{,}4>0, donc croissante. Ses valeurs extrêmes sur [0 ;1][0\,;1] sont atteintes aux bornes : P(B)=0,12 pour x=0etP(B)=0,52 pour x=1P(B)=0{,}12 \text{ pour } x=0 \qquad\text{et}\qquad P(B)=0{,}52 \text{ pour } x=1

P(B) varie dans l’intervalle [0,12 ;0,52].\boxed{P(B) \text{ varie dans l'intervalle } [0{,}12\,;0{,}52].} On remarque que P(B)P(B) ne peut jamais dépasser 0,520{,}52 : même si BB était certain sachant AA, les 60 %60\,\% de cas où AA n'est pas réalisé limiteraient le total.

7. P(A∩B)=0,4xP(A\cap B)=0{,}4x, donc pour x≠0x\neq 0 : PB(A)=0,4 x0,4 x+0,12\boxed{P_{B}(A)=\frac{0{,}4\,x}{0{,}4\,x+0{,}12}}

Dans l'édifice

Thèmes

probabilité conditionnelle, arbre pondéré, indépendance

Notions

espace probabilisé, indépendance

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