Les Probabilités 3Eme
Accueil Soutien maths - Probabilités Cours maths 3ème Ce cours a pour objectifs de faire approcher la notion de probabilités et de faire découvrir et travailler le vocabulaire à partir d'exemples concrets. Coïncidence …. Marc est né le 30 juin. Son petit frère est aussi né un 30 juin. Quelle coïncidence! A votre avis, quelle était la chance qu'il naisse le même jour? Il y a 365 jours dans une année, son petit frère avait donc une chance sur 365 de naître le 30 juin, soit 1 chance sur 365 de naître le même jour. Combien de personnes faut-il réunir pour être sur qu'au moins 2 personnes aient leurs anniversaires le même jour? Il y a 365 jours dans une année (non bissextile), il faut donc réunir au moins 366 personnes. Combien de personnes faut-il réunir pour qu'il y ait une chance sur deux que deux d'entre elles aient leurs anniversaires le même jour? On est tenté de dire 183 (366: 2 = 183)… mais non, ce n'est pas une situation de proportionnalité. Pour répondre à cette question, les mathématiciens ont recours aux probabilités.
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On considère le lancer d'un dé équilibré à 6 faces. On souhaite étudier l'événement A: A: "obtenir un multiple de 3 ou de 5" Les éventualités correspondant à cet événement sont: e_{3}: obtenir la face 3 e_{5}: obtenir la face 5 e_{6}: obtenir la face 6 Une éventualité (ou issue) est appelée événement élémentaire. On souhaite étudier l'événement A A: "obtenir un multiple de 3 ou de 5". Chacune des issues de cet événement (obtenir la face 3, 5 ou 6) est un événement élémentaire. Deux événements sont dits incompatibles s'ils ne peuvent pas se produire simultanément. Soient: P: "obtenir un nombre pair " T: "obtenir 3" Les événements P et T sont incompatibles: ils ne peuvent pas se réaliser en même temps. On appelle événement contraire de l'événement A, noté \overline{A}, l'ensemble des éventualités qui ne sont pas dans A. On considère le lancer d'un dé équilibré à six faces. Soit: M: "obtenir un multiple de 3" ce qui revient à "obtenir la face 3 ou la face 6" L'événement contraire de M est: \overline{M}: "ne pas obtenir un multiple de 3" ce qui revient à "n'obtenir ni la face 3 ni la face 6" C Le calcul d'une probabilité On appelle situation équiprobable une expérience où toutes les éventualités ont la même probabilité d'être réalisées.
Notons les évènements suivants: "P": obtenir pile "F": obtenir face "0€": gagner 0€ "100€": gagner 100€ "200€": gagner 200€ "500€": gagner 500€ On peut représenter ce jeu sous la forme d'un arbre: celui-ci permet de lire le déroulé du jeu, les différents évènements, les probabilités associées ainsi que les gains: Lorsqu'on obtient "face", on a nécessairement 0€: ainsi, obtenir "0€" est un évènement certain lorsqu'on a obtenu "face" au lancer de pièce. Lorsqu'on obtient "pile", on a 1 chance sur 6 d'avoir 500€, 2 chances sur 6 d'avoir 200€ et 3 chances sur 6 d'avoir 100€. Propriétés Dans un arbre de jeu, la probabilité d'une issue est égale au produit des probabilités des branches conduisant à cette issue. Dans l'exemple ci-dessus, calculons la probabilité d'obtenir 0€: \[\frac{1}{2}\times 1=\frac{1}{2}\] La probabilité de gagner 100€ est égale à: \[\frac{1}{2}\times \frac{3}{6}=\frac{3}{12}\] La probabilité de gagner 200€ est égale à: \[\frac{1}{2}\times \frac{2}{6}=\frac{2}{12}\] La probabilité de gagner 500€ est égale à: \[\frac{1}{2}\times \frac{1}{6}=\frac{1}{12}\]
Contrôle corrigé sur les problèmes de probabilités Je vous propose un contrôle sur les probabilités constitués de 4 exercices issues des brevet des collèges récents et d'un dernier sur les identités remarquables.
Par contre, si la probabilité de gagner la super cagnotte au loto est 0, 00000034, on a très peu de chances de gagner la super cagnotte. Loi de probabilité d'une expérience aléatoire Les probabilités des issues d'une expérience aléatoire sont telles que leur somme fasse toujours 1. Si toutes les issues ont les mêmes chances de se produire, la probabilité de chacune d'entre elles est donc égale à 1 divisé par le nombre total d'issues. Dans ce cas, on dit que les issues sont équiprobables. Pour bien visualiser les probabilités des issues d'une expérience aléatoire, on peut faire un tableau à deux lignes dans lequel on écrit sur la première ligne les différentes issues et sur la deuxième leurs probabilités. Un tel tableau est appelé une loi de probabilité. La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des issues qui le compose. Exemples 1. Lancé d'un dé non truqué à 6 faces. On considère l'événement A="Obtenir 5 ou 6". (se lit: "P de A égal un tiers"). 2. Événements particuliers Voyons maintenant différents types d'événements.
Exprimer des probabilités sous diverses formes (décimale, fractionnaire, pourcentage). Calculer des probabilités dans un contexte simple (par exemple, évaluation des chances de gain dans un jeu et choix d'une stratégie). Dès le début et tout au long du cycle 4 sont abordées des questions relatives au hasard, afin d'interroger les représentations initiales des élèves, en partant de situations issues de la vie quotidienne (jeux, achats, structures familiales, informations apportées par les médias, etc. ), en suscitant des débats. On introduit et consolide ainsi petit à petit le vocabulaire lié aux notions élémentaires de probabilités (expérience aléatoire, issue, probabilité). Les élèves calculent des probabilités en s'appuyant sur des conditions de symétrie ou de régularité qui fondent le modèle équiprobable. Une fois ce vocabulaire consolidé, le lien avec les statistiques est mis en œuvre en simulant une expérience aléatoire, par exemple sur un tableur. À partir de la 4e, l'interprétation fréquentiste permet d'approcher une probabilité inconnue et de dépasser ainsi le modèle d'équiprobabilité mis en œuvre en 5e.
Y-a-il une issue qui réalise ces deux événements? Oui, l'issue: « le nombre obtenu est 6 réalise ces deux événements ». On considère maintenant l'événement B: « Le nombre obtenu est un multiple de 3 » et l'événement D: « Le nombre obtenu est inférieur à 2 ». Y-a-t-il une issue qui réalise ces deux événements? Non, aucune issue ne réalise ces deux événements. On dit que ces événements sont incompatibles. Deux événements sont dits incompatibles s'ils ne peuvent pas se produire en même temps. Vocabulaire utilisé en probabilité Définitions: Un phénomène dont on ne peut pas prévoir de façon certaine le résultat, ou l'issue, est appelé une expérience aléatoire. On appelle événement un ensemble d'issues. Un événement est réalisé, lorsque l'une des issues qui le composent est réalisée. Exemples: Lancer un dé est une expérience aléatoire. « Obtenir un 6 » est une issue possible. « Obtenir un nombre pair » est un événement. Lancer une pièce de monnaie est aussi une expérience aléatoire. « Obtenir pile » est une issue possible Événement contraire, événements incompatibles L'événement contraire de l'événement A, que l'on désigne par « non A » est celui qui se réalise lorsque A ne se réalise pas.
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Aborder les questions relatives au hasard à partir de problèmes simples. Calculer des probabilités dans des cas simples. Notion de probabilité. Quelques propriétés: la probabilité d'un événement est comprise entre 0 et 1; probabilité d'évènements certains, impossibles, incompatibles, contraires. Définition 1: Une expérience est dite « aléatoire » si elle vérifie deux conditions: - Elle conduit à des résultats possibles qu'on est parfaitement capable de nommer - On ne sait pas lequel de ces résultats va se produire quand on réalise l'expérience. Exemple 1: - On lance une pièce de monnaie et on regarde sur quelle face elle tombe. Cette expérience est aléatoire car: il y a deux résultats possibles: « PILE » « FACE » quand on lance une pièce on ne sait pas sur quelle face elle va tomber. - On dispose d'un dipôle dont on connaît la résistance et dans lequel on fait passer un courant d'intensité connue. On mesure la tension aux bornes. Cette expérience n'est pas aléatoire car on est capable de calculer la tension aux bornes du dipôle par la loi d'Ohm.
Donc le nombre de d'issues favorables est 4. La probabilité est donc de ${4 \over 6}$. (on dit aussi naturellement j'ai 4 chances sur 6 d'avoir un nombre inférieur à 5) Propriété 2: La probabilité d'un événement est toujours compris entre 0 et 1. La somme des probabilités de tous les résultats possibles est égale à 1. Propriété 1: Si $p$ est la probabilité d'un événement alors $1-p$ est la probabilité de son événement contraire. Exemple 1: Un sac contient des boules blanches et noires et si la probabilité d'obtenir une boule noire est de $2 \over 5$ alors la probabilité d'obtenir une boule blanche est de $1 - {2 \over 5} = {3 \over 5}$ Définition 1: On dit qu'un événement est certain lorsque cet événement est sûr de se produire. Sa probabilité est donc de 1. On dit qu'un événement est impossible lorsque cet événement est sûr de ne pas se produire. Sa probabilité est donc de 0. IV Représentation d'expériences à plusieurs épreuves Définition 1: Un arbre de probabilité est un arbre des issues qui est pondéré par des probabilités.