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Logique et raisonnement · Prépa concours post-bac — ENA Architecture

Probabilités discrètes

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Soit $\Omega$ l'univers d'une expérience aléatoire. La probabilité $P$ est une application qui à tout événement $A$ associe un nombre réel tel que :

  1. $0 \leq P(A) \leq 1$.
  2. $P(\Omega) = 1$ et $P(\emptyset) = 0$.
  3. Si $A$ et $B$ sont incompatibles ($A \cap B = \emptyset$), alors $P(A \cup B) = P(A) + P(B)$. Dans le cas de l'équiprobabilité : $P(A) = \frac{\text{card}(A)}{\text{card}(\Omega)}$. Propriétés : $P(\bar{A}) = 1 - P(A)$ et $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$.

Méthodes à maîtriser

  • Dénombrement : Utiliser les arrangements, permutations ou combinaisons selon l'ordre et la répétition.
  • Passage au contraire : Si l'énoncé contient "au moins un", calculer $1 - P(\text{aucun})$.
  • Formule de Poincaré : Pour calculer la probabilité d'une réunion, ne pas oublier de soustraire l'intersection.

Exemples corrigés

  • Tirage simultané : Dans une urne de 10 boules, tirer 3 boules simultanément : $\text{card}(\Omega) = C_{10}^3$.
  • Événement contraire : Probabilité d'avoir au moins une boule blanche : $1 - P(\text{aucune boule blanche})$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier que $P(A)$ doit être compris entre 0 et 1.
  • Confondre tirages avec remise (puissance) et sans remise (arrangements/combinaisons).
  • Oublier le cas d'équiprobabilité : on ne peut pas utiliser $P(A) = \frac{\text{card}(A)}{\text{card}(\Omega)}$ si les issues n'ont pas la même probabilité.

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Probabilités discrètes

1/4

Si $P(A) = 0,3$ et $P(B) = 0,4$ avec $A \cap B = \emptyset$, alors $P(A \cup B)$ est :

❓ Questions fréquentes

Est-ce que la somme des probabilités de tous les événements est toujours égale à 1 ?

Non, la somme des probabilités de tous les événements élémentaires (les issues possibles) est égale à 1. Cependant, la somme des probabilités de deux événements quelconques peut dépasser 1 s'ils ne sont pas incompatibles.

💡 À retenir : Seule la somme des probabilités des issues de l'univers $\Omega$ vaut 1.

Kifach n3ref wach nsta3mel Cn^k wla An^k ?
  1. Si l'ordre des éléments tirés n'a pas d'importance (tirage simultané ou ensemble), utilise $C_n^k$.
  2. Si l'ordre est important (tirage successif avec remise ou placement), utilise $A_n^k$ ou $n^k$.

💡 À retenir : "Simultané" = Combinaison ($C_n^k$), "Successif" = Arrangement ($A_n^k$).

Est-ce qu'on peut avoir une probabilité négative ?

Absolument pas. Une probabilité est toujours un nombre réel compris dans l'intervalle $[0, 1]$. Si tu trouves un résultat négatif, c'est qu'il y a une erreur dans ton calcul de cardinal ou dans la formule utilisée.

💡 À retenir : $P(A) \in [0, 1]$ toujours.

Chno hiya l-far9 bin "ou" w "et" f l-i7timalat ?
  1. "Ou" correspond à la réunion ($A \cup B$) : on additionne les probabilités et on soustrait l'intersection.
  2. "Et" correspond à l'intersection ($A \cap B$) : on cherche les cas qui vérifient les deux conditions en même temps.

💡 À retenir : "Ou" = Réunion, "Et" = Intersection.

Comment calculer la probabilité d'un événement contraire ?

Il suffit de calculer $1 - P(A)$. C'est très utile quand l'événement $A$ est complexe à dénombrer, mais que son contraire $\bar{A}$ est simple.

💡 À retenir : $P(\bar{A}) = 1 - P(A)$.

Wach l-i7timalat 3ndhom 3ala9a b l-manti9 (Logique) ?

Oui, énormément. Les connecteurs logiques "et" et "ou" sont la base des opérations sur les événements. La négation logique correspond à l'événement contraire.

💡 À retenir : Les lois de Morgan s'appliquent aussi aux événements.

Si on tire deux boules successivement sans remise, est-ce que c'est Cn^k ?

Oui, si tu ne t'intéresses pas à l'ordre. Mais si tu considères l'ordre (ex: 1ère rouge, 2ème noire), tu dois utiliser les arrangements ou un arbre de probabilités.

💡 À retenir : Sans remise = dépendance des tirages.

Est-ce que l'ordre des boules compte dans un tirage simultané ?

Non, par définition, un tirage simultané signifie que l'on prend toutes les boules en même temps, donc l'ordre n'existe pas.

💡 À retenir : Simultané = Combinaison.

Comment savoir si deux événements sont incompatibles ?

Deux événements sont incompatibles si leur intersection est vide ($A \cap B = \emptyset$), c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas se réaliser en même temps.

💡 À retenir : $A \cap B = \emptyset \iff P(A \cap B) = 0$.

Est-ce que la formule P(A cup B) = P(A) + P(B) est toujours vraie ?

Non, elle n'est vraie que si $A$ et $B$ sont incompatibles. Sinon, il faut utiliser la formule générale : $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$.

💡 À retenir : Ne jamais oublier de soustraire l'intersection.

Est-ce que le cardinal de l'univers change si on remet la boule ?

Oui, si tu remets la boule, le nombre de choix pour chaque tirage reste constant ($n^k$). Sans remise, le nombre de choix diminue ($A_n^k$).

💡 À retenir : Avec remise = puissance, sans remise = arrangement.

Pourquoi on divise par le cardinal de l'univers ?

On divise par le cardinal de l'univers pour normaliser la probabilité, afin qu'elle soit comprise entre 0 et 1, sous l'hypothèse d'équiprobabilité.

💡 À retenir : $P(A) = \frac{\text{cas favorables}}{\text{cas possibles}}$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Une urne contient 5 boules rouges et 3 boules vertes. On tire simultanément 2 boules. Calculer la probabilité d'obtenir 2 boules de même couleur.

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Exercice 2

Un dé équilibré à 6 faces est lancé. On considère l'événement A : "obtenir un nombre pair" et B : "obtenir un nombre supérieur ou égal à 4". Calculer $P(A \cup B)$.

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Exercice 3

Dans une classe de 20 élèves, 12 sont des filles et 8 sont des garçons. On choisit au hasard un comité de 3 élèves. Quelle est la probabilité qu'il y ait au moins une fille ?

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