Bonjour !
Dans cette séquence de mathématiques, tu vas chercher à répondre à la grande question écrite en haut de la page. Elle se fait en 2 séances. Pour chaque séance : lis la consigne, étudie les documents, réponds aux questions sur ta feuille ou sur l'ENT, puis recopie l'essentiel dans ton cahier. Tu peux imprimer cette page avec le bouton « Imprimer ».
À la fin, je serai capable de :
- Utiliser un arbre pondéré et la formule des probabilités totales
- Définir et justifier l'indépendance de deux évènements ; distinguer modèle et réalité
- Représenter la répétition de n ≤ 4 épreuves de Bernoulli indépendantes ; estimer par la méthode de Monte‑Carlo
Les mots importants
Ressources de la séquence
Les notions, les repères et les pistes pour aller plus loin, utiles pour toutes les séances.
Les notions à maîtriser
- Partition
- Évènements deux à deux incompatibles dont la réunion est l'univers.
- Probabilités totales
- Si A₁, …, Aₙ forment une partition, P(B) = P(A₁ ∩ B) + … + P(Aₙ ∩ B).
- Indépendance
- A et B sont indépendants si P(A ∩ B) = P(A) P(B), ce qui équivaut à P_B(A) = P(A) quand P(B) ≠ 0.
- Épreuves indépendantes
- Pour une succession d'épreuves indépendantes, la probabilité d'une liste de résultats est le produit des probabilités.
- Épreuve de Bernoulli
- Expérience à deux issues, succès de probabilité p et échec de probabilité 1 − p.
- Monte‑Carlo
- Estimation d'une probabilité ou d'une aire par la fréquence observée sur un grand nombre de tirages simulés.
Repères
| Date | Événement |
|---|---|
| 1654 | Pascal et Fermat échangent sur le problème des partis. |
| 1763 | Publication posthume de l'essai de Bayes sur la probabilité des causes. |
| 1812 | Laplace, Théorie analytique des probabilités. |
| 1946‑1949 | Ulam, von Neumann et Metropolis développent la méthode de Monte‑Carlo. |
Pour aller plus loin
Sources et bibliographie
- Ian Hacking, L'Émergence de la probabilité, Seuil, 2002.
- Nicolas Gauvrit, Vous avez dit hasard ?, Belin, 2009.
- Jordan Ellenberg, How Not to Be Wrong, Penguin Press, 2014.
Mon parcours : je choisis mon rythme
- Pour les élèves qui ont besoin de plus de temps : énoncé découpé en petites questions, rappel de cours en marge, calculatrice ou tableur autorisés pendant l'entraînement, correction pas à pas en vidéo ou en classe virtuelle.
- Pour les élèves qui avancent vite : question d'approfondissement (démonstration, généralisation, programme Python à écrire), problème ouvert à rédiger et à présenter à l'oral.
Séance 1 · Arbres et probabilités totales
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.
La question du jour
Quelle proportion de pièces défectueuses sort de l'usine ?
Mon plan de travail
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Je suis le lancement (ou j'écoute la capsule) et je recopie la problématique.
- 12 min → Travail autonome : Je fais l'activité 1 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 18 min → Travail autonome : Je fais l'activité 2 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 15 min → Travail à rendre : Je fais l'activité 3 et je la dépose sur l'ENT (ou j'envoie une photo) dans les trois jours.
- 10 min → Mise en commun : Je corrige avec une autre couleur et je complète la trace écrite.
Le cours à lire · Formule des probabilités totales
Sur un arbre pondéré, la somme des probabilités issues d'un même noeud vaut 1, les branches du second niveau portent des probabilités conditionnelles, et la probabilité d'un chemin est le produit des probabilités de ses branches : P(A ∩ B) = P(A) × P_A(B). Si A₁, A₂, …, Aₙ forment une partition de l'univers (évènements incompatibles qui recouvrent tout), alors P(B) = P(A₁ ∩ B) + … + P(Aₙ ∩ B) : on additionne les chemins qui mènent à B. Ensuite, P_B(A₁) = P(A₁ ∩ B)/P(B) permet de « remonter » l'arbre, sans confondre P_A(B) et P_B(A).
Document 1 · Le contrôle qualité
Situation-problème.
Une entreprise assemble des trottinettes avec des freins venant de deux fournisseurs : 70 % du fournisseur F₁, dont 3 % défectueux, et 30 % du fournisseur F₂, dont 8 % défectueux.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · Chercher
12 minSupports : Document 1
Construisez l'arbre.
- Probabilités des branches du premier niveau, puis du second ?
- P(F₁ ∩ D) et P(F₂ ∩ D) ?
- P(D) ?
Ce qui est attendu (6 pts) : Résultats justes et justifiés
Activité 2 · S'entraîner
18 minSupports : Cours
Exploitez l'arbre.
- Probabilité qu'un frein défectueux vienne de F₂ ?
- Pourquoi est‑ce plus que 30 % ?
- Probabilité qu'un frein soit bon ?
Ce qui est attendu (7 pts) : Méthode et résultats
Activité 3 · Communiquer
15 minSupports : Documents et cours
Rédigez une note au responsable des achats (8 lignes) : faut‑il changer de fournisseur F₂ ? Justifiez avec les probabilités calculées. Pour bien commencer : Le taux global de défauts est… · Parmi les freins défectueux, … · Je recommande…
Ce qui est attendu (7 pts) : Raisonnement · Rédaction
Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)
Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.
La probabilité d'un chemin est le _______ des probabilités des branches. Pour une partition, on __________ les probabilités des chemins qui mènent à B. Il ne faut pas confondre P_A(B) et ______.
Séance 2 · Indépendance et épreuves répétées
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.
La question du jour
Répondre au hasard à un QCM : quelles chances ?
Mon plan de travail
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Je suis le lancement (ou j'écoute la capsule) et je recopie la problématique.
- 12 min → Travail autonome : Je fais l'activité 1 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 18 min → Travail autonome : Je fais l'activité 2 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 15 min → Travail à rendre : Je fais l'activité 3 et je la dépose sur l'ENT (ou j'envoie une photo) dans les trois jours.
- 10 min → Mise en commun : Je corrige avec une autre couleur et je complète la trace écrite.
Le cours à lire · Indépendance
Deux évènements A et B (de probabilités non nulles) sont indépendants si P(A ∩ B) = P(A) × P(B), ce qui équivaut à P_B(A) = P(A) : savoir que B est réalisé ne change pas la probabilité de A. Attention : indépendants ne veut pas dire incompatibles. L'indépendance est une hypothèse du modèle : pour deux lancers successifs d'un dé, on la justifie par l'absence d'influence d'un lancer sur l'autre. Pour une succession d'épreuves indépendantes, on multiplie les probabilités le long d'un chemin. La répétition de n épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes se représente par un arbre à 2ⁿ chemins (ici n ≤ 4).
Document 1 · Le QCM
Situation-problème.
Un QCM d'entraînement comporte 4 questions, chacune avec 4 propositions dont une seule est juste. On étudie le cas d'un candidat qui répondrait entièrement au hasard.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · Chercher
12 minSupports : Document 1
Modélisez.
- Pourquoi peut‑on supposer les réponses indépendantes ?
- Probabilité de tout réussir ?
- Probabilité de tout rater ?
Ce qui est attendu (6 pts) : Résultats justes et justifiés
Activité 2 · S'entraîner
18 minSupports : Cours
Calculez.
- Au moins une bonne réponse ?
- Exactement une bonne réponse ?
- A et B incompatibles de probabilités non nulles peuvent‑ils être indépendants ?
Ce qui est attendu (7 pts) : Méthode et résultats
Activité 3 · Programmer
15 minSupports : Documents et cours
Écrivez une fonction Python qui simule le QCM répondu au hasard et renvoie le nombre de bonnes réponses, puis répétez‑la 10 000 fois pour estimer la probabilité d'au moins deux bonnes réponses. Comparez avec le calcul (67/256 ≈ 0,26). Pour bien commencer : La fonction tire pour chaque question… · Sur 10 000 simulations, la fréquence… · Elle est proche du calcul car…
Ce qui est attendu (7 pts) : Raisonnement · Rédaction
Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)
Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.
A et B sont indépendants si P(A ∩ B) = ___________. Indépendants ne signifie pas _____________. Pour des épreuves indépendantes, on _________ les probabilités le long d'un chemin. L'indépendance est une hypothèse du ______.
Fiche à trous · je complète
Complète le texte avec les mots de la banque (sur papier ou dans le document de l'ENT).
Si A₁, A₂ forment une partition de l'univers, P(B) = P(A₁ ∩ B) + _________.
Sur un arbre, la probabilité d'un chemin est le _______ des probabilités de ses branches.
A et B sont indépendants si P(A ∩ B) = ___________.
L'indépendance est une hypothèse du ______, à justifier par l'analyse de la situation.
Ce que j'ai appris
- Utiliser un arbre pondéré et la formule des probabilités totales
- Définir et justifier l'indépendance de deux évènements ; distinguer modèle et réalité
- Représenter la répétition de n ≤ 4 épreuves de Bernoulli indépendantes ; estimer par la méthode de Monte‑Carlo