Mathématiques • Seconde

Probabilité d’un événement
Formules et Applications

Concepts & Exercices
\(P(A) = \frac{\text{Nombre d'issues favorables à } A}{\text{Nombre total d'issues possibles}}\)
Formule fondamentale
Probabilité
\(0 \leq P(A) \leq 1\)
Entre 0 et 1
Événement certain
\(P(\Omega) = 1\)
Toujours réalisé
Événement impossible
\(P(\emptyset) = 0\)
Jamais réalisé
Événement contraire
\(P(\overline{A}) = 1 - P(A)\)
Complémentaire
Union d'événements
\(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\)
Inclusion-exclusion
Événements incompatibles
\(P(A \cup B) = P(A) + P(B)\)
Quand \(A \cap B = \emptyset\)
🎯
Définition : La probabilité d’un événement A est le rapport entre le nombre d’issues favorables à A et le nombre total d’issues possibles.
📏
Propriété : Une probabilité est toujours comprise entre 0 et 1.
📐
Univers : Ensemble de toutes les issues possibles, noté Ω.
📝
Événement : Sous-ensemble de l’univers Ω.
🎲
Équiprobabilité : Toutes les issues ont la même probabilité.
🔄
Événements incompatibles : Deux événements ne pouvant pas se produire simultanément.
💡
Conseil : Toujours identifier l’univers Ω avant de calculer une probabilité
🔍
Attention : Vérifier si les événements sont équiprobables
Astuce : Utiliser la formule du contraire pour simplifier certains calculs
📋
Méthode : Lister toutes les issues possibles pour éviter les erreurs
⚠️
Erreur fréquente : Ne pas compter deux fois une même issue dans l'union
Vérification : La somme des probabilités de tous les événements élémentaires vaut 1
Exercice 1
On lance un dé équilibré. Calculer la probabilité d'obtenir un multiple de 3.
Exercice 2
On lance deux pièces équilibrées. Quelle est la probabilité d'obtenir exactement une face ?
Exercice 3
On tire une carte d'un jeu de 32 cartes. Quelle est la probabilité de tirer un roi ou un trèfle ?
Exercice 4
Dans une classe de 30 élèves, 18 sont des filles. On choisit un élève au hasard. Quelle est la probabilité que ce soit un garçon ?
Exercice 5
On tire une boule dans une urne contenant 5 boules rouges, 3 vertes et 2 bleues. Quelle est la probabilité de ne pas tirer une boule rouge ?
Exercice 6
On lance deux dés équilibrés. Quelle est la probabilité que la somme des points soit supérieure ou égale à 10 ?
Exercice 7
Un sac contient 4 jetons verts, 3 jetons bleus et 3 jetons rouges. On tire un jeton au hasard. Quelle est la probabilité qu'il soit vert ou bleu ?
Exercice 8
Dans une loterie, 20 billets sont gagnants sur 100. On achète un billet. Quelle est la probabilité de gagner ?
Exercice 9
Parmi 25 personnes, 15 pratiquent le tennis et 12 pratiquent le football. 8 pratiquent les deux sports. Quelle est la probabilité qu'une personne prise au hasard pratique au moins un sport ?
Exercice 10
On tire successivement et sans remise deux cartes d'un jeu de 32 cartes. Quelle est la probabilité que les deux cartes soient des cœurs ?
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Multiple de 3
Définition :

Univers : Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, card(Ω) = 6.

Méthode de calcul :

\(P(A) = \frac{\text{Card}(A)}{\text{Card}(\Omega)}\)

Étape 1 : Identifier l'univers

Les issues possibles sont : {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Étape 2 : Identifier les multiples de 3

Dans {1, 2, 3, 4, 5, 6}, les multiples de 3 sont : 3 et 6

Étape 3 : Compter les issues favorables

Issues favorables : {3, 6}, donc card(A) = 2

Étape 4 : Appliquer la formule

\(P(A) = \frac{\text{Nombre d'issues favorables}}{\text{Nombre total d'issues}} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}\)

Réponse finale :

La probabilité d'obtenir un multiple de 3 est \(\frac{1}{3}\)

Règles appliquées :

Définition : \(P(A) = \frac{\text{Card}(A)}{\text{Card}(\Omega)}\)

Équiprobabilité : Chaque face du dé a la même probabilité

Simplification : \(\frac{2}{6} = \frac{1}{3}\)

2 Exactement une face
Définition :

Univers : Couples (résultats des deux pièces), card(Ω) = 4.

Étape 1 : Lister l'univers

Ω = {(P,P), (P,F), (F,P), (F,F)}, où P=Pile et F=Face

Étape 2 : Identifier les issues favorables

Exactement une face signifie (P,F) ou (F,P)

Étape 3 : Compter les issues favorables

Issues favorables : {(P,F), (F,P)}, donc card(A) = 2

Étape 4 : Calculer la probabilité

\(P(A) = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}\)

Réponse finale :

La probabilité d'obtenir exactement une face est \(\frac{1}{2}\)

Règles appliquées :

Produit cartésien : Pour deux expériences indépendantes

Équiprobabilité : Chaque couple a la même probabilité

Principe multiplicatif : 2 × 2 = 4 résultats possibles

3 Roi ou trèfle
Définition :

Univers : Jeu de 32 cartes, card(Ω) = 32.

Étape 1 : Identifier les rois

Dans un jeu de 32 cartes : 4 rois (trèfle, cœur, carreau, pique)

Étape 2 : Identifier les trèfles

Dans un jeu de 32 cartes : 8 trèfles (as, 7, 8, 9, 10, valet, dame, roi)

Étape 3 : Appliquer la formule de l'union

\(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\)

A = "tirer un roi", B = "tirer un trèfle"

\(A \cap B\) = "tirer le roi de trèfle"

Étape 4 : Calculer les probabilités

\(P(A) = \frac{4}{32} = \frac{1}{8}\)

\(P(B) = \frac{8}{32} = \frac{1}{4}\)

\(P(A \cap B) = \frac{1}{32}\)

Étape 5 : Calcul final

\(P(A \cup B) = \frac{1}{8} + \frac{1}{4} - \frac{1}{32} = \frac{4}{32} + \frac{8}{32} - \frac{1}{32} = \frac{11}{32}\)

Réponse finale :

La probabilité de tirer un roi ou un trèfle est \(\frac{11}{32}\)

Règles appliquées :

Formule d'inclusion-exclusion : \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\)

Événements non disjoints : Le roi de trèfle est compté dans les deux événements

Importance : Ne pas compter deux fois les éléments communs

4 Probabilité de choisir un garçon
Définition :

Univers : Ensemble des 30 élèves, card(Ω) = 30.

Étape 1 : Identifier les données

Total d'élèves : 30

Nombre de filles : 18

Étape 2 : Calculer le nombre de garçons

Nombre de garçons = 30 - 18 = 12

Étape 3 : Identifier les issues favorables

Issues favorables = 12 (nombre de garçons)

Étape 4 : Calculer la probabilité

\(P(\text{garçon}) = \frac{12}{30} = \frac{2}{5}\)

Réponse finale :

La probabilité de choisir un garçon est \(\frac{2}{5}\)

Règles appliquées :

Formule de Laplace : \(P(A) = \frac{\text{cas favorables}}{\text{cas possibles}}\)

Complémentaire : \(P(\text{garçon}) = 1 - P(\text{fille})\)

Simplification : \(\frac{12}{30} = \frac{2}{5}\)

5 Ne pas tirer une boule rouge
Définition :

Univers : Ensemble des 10 boules, card(Ω) = 10.

Étape 1 : Identifier les boules

5 rouges + 3 vertes + 2 bleues = 10 boules au total

Étape 2 : Identifier l'événement contraire

"Ne pas tirer une boule rouge" = "Tirer une boule verte ou bleue"

Étape 3 : Calculer avec l'événement contraire

\(P(\text{non rouge}) = 1 - P(\text{rouge})\)

\(P(\text{rouge}) = \frac{5}{10} = \frac{1}{2}\)

\(P(\text{non rouge}) = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}\)

Étape 4 : Vérification directe

Boules non rouges : 3 vertes + 2 bleues = 5

\(P(\text{non rouge}) = \frac{5}{10} = \frac{1}{2}\)

Réponse finale :

La probabilité de ne pas tirer une boule rouge est \(\frac{1}{2}\)

Règles appliquées :

Événement contraire : \(P(\overline{A}) = 1 - P(A)\)

Utilité : Parfois plus simple de calculer le contraire

Vérification : Toujours possible de calculer directement

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Somme ≥ 10
Définition :

Univers : Couples (résultats des deux dés), card(Ω) = 36.

Étape 1 : Lister l'univers

Chaque dé peut donner 1, 2, 3, 4, 5 ou 6

Donc 6 × 6 = 36 couples possibles

Étape 2 : Identifier les sommes ≥ 10

Les sommes possibles sont : 2, 3, ..., 12

Nous cherchons les couples (i,j) tels que i+j ≥ 10

Étape 3 : Lister les couples favorables

Somme = 10 : (4,6), (5,5), (6,4)

Somme = 11 : (5,6), (6,5)

Somme = 12 : (6,6)

Total : 3 + 2 + 1 = 6 couples favorables

Étape 4 : Calculer la probabilité

\(P(A) = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}\)

Réponse finale :

La probabilité que la somme soit ≥ 10 est \(\frac{1}{6}\)

Règles appliquées :

Produit cartésien : 6² = 36 résultats possibles

Énumération : Lister systématiquement tous les cas

Organisation : Classer par somme pour éviter les oublis

7 Jeton vert ou bleu
Définition :

Univers : Ensemble des 10 jetons, card(Ω) = 10.

Étape 1 : Identifier les jetons

4 verts + 3 bleus + 3 rouges = 10 jetons

Étape 2 : Identifier l'événement

A = "tirer un jeton vert ou bleu"

Étape 3 : Calculer les issues favorables

Jetons verts : 4

Jetons bleus : 3

Total favorable : 4 + 3 = 7

Étape 4 : Calculer la probabilité

\(P(A) = \frac{7}{10}\)

Réponse finale :

La probabilité de tirer un jeton vert ou bleu est \(\frac{7}{10}\)

Règles appliquées :

Événements incompatibles : Vert et bleu ne peuvent pas se produire ensemble

Addition : \(P(A \cup B) = P(A) + P(B)\) quand A et B sont disjoints

Simplicité : Additionner les effectifs favorables

8 Gagner à la loterie
Définition :

Univers : Ensemble des 100 billets, card(Ω) = 100.

Étape 1 : Identifier les données

Total de billets : 100

Billets gagnants : 20

Étape 2 : Identifier l'événement

A = "acheter un billet gagnant"

Étape 3 : Calculer la probabilité

\(P(A) = \frac{\text{billets gagnants}}{\text{total des billets}} = \frac{20}{100} = \frac{1}{5}\)

Étape 4 : Interprétation

Cela signifie qu'on a 1 chance sur 5 de gagner

Réponse finale :

La probabilité de gagner est \(\frac{1}{5}\) ou 0.2

Règles appliquées :

Définition classique : \(P(A) = \frac{\text{cas favorables}}{\text{cas possibles}}\)

Équiprobabilité : Chaque billet a la même chance d'être tiré

Simplification : \(\frac{20}{100} = \frac{1}{5}\)

9 Pratiquer au moins un sport
Définition :

Univers : Ensemble des 25 personnes, card(Ω) = 25.

Étape 1 : Identifier les données

Total de personnes : 25

Pratiquent le tennis : 15

Pratiquent le football : 12

Pratiquent les deux : 8

Étape 2 : Appliquer la formule d'inclusion-exclusion

\(P(T \cup F) = P(T) + P(F) - P(T \cap F)\)

Où T = "pratique le tennis", F = "pratique le football"

Étape 3 : Calculer les probabilités

\(P(T) = \frac{15}{25}\), \(P(F) = \frac{12}{25}\), \(P(T \cap F) = \frac{8}{25}\)

Étape 4 : Calcul final

\(P(T \cup F) = \frac{15}{25} + \frac{12}{25} - \frac{8}{25} = \frac{19}{25}\)

Étape 5 : Interprétation

19 personnes pratiquent au moins un sport sur 25

Réponse finale :

La probabilité qu'une personne pratique au moins un sport est \(\frac{19}{25}\)

Règles appliquées :

Formule d'inclusion-exclusion : \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\)

Importance : Ne pas compter deux fois ceux qui pratiquent les deux sports

Logique : "Au moins un" signifie union d'événements

10 Deux cœurs successivement
Définition :

Univers : Tirage successif sans remise de 2 cartes parmi 32.

Étape 1 : Identifier les données

Jeu de 32 cartes

Nombre de cœurs : 8

Tirage sans remise

Étape 2 : Identifier l'événement

A = "les deux cartes sont des cœurs"

Étape 3 : Calculer la probabilité

Probabilité de premier cœur : \(\frac{8}{32}\)

Après avoir tiré un cœur, il reste 7 cœurs sur 31 cartes

Probabilité de deuxième cœur : \(\frac{7}{31}\)

Étape 4 : Appliquer la multiplication

\(P(A) = \frac{8}{32} \times \frac{7}{31} = \frac{56}{992} = \frac{7}{124}\)

Étape 5 : Simplification

\(\frac{56}{992} = \frac{7}{124}\) (diviser numérateur et dénominateur par 8)

Réponse finale :

La probabilité que les deux cartes soient des cœurs est \(\frac{7}{124}\)

Règles appliquées :

Probabilité conditionnelle : Le second tirage dépend du premier

Multiplication : \(P(A \cap B) = P(A) \times P(B|A)\)

Sans remise : L'univers change après chaque tirage

Probabilité d’un événement Calcul des probabilités