QCM : Loi binomiale et schéma de Bernoulli — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qu’une épreuve de Bernoulli ?

Une expérience dont l’issue est déterminée par une formule
Une expérience aléatoire comportant plusieurs issues équiprobables
Une expérience aléatoire à deux issues appelées succès et échec
Une répétition d’épreuves indépendantes de même probabilité

Une expérience aléatoire à deux issues appelées succès et échec

Explication

Une épreuve de Bernoulli possède deux issues possibles, nommées succès et échec. Une répétition d’épreuves identiques et indépendantes constitue plutôt un schéma de Bernoulli.

2. Quelle situation correspond à un schéma de Bernoulli ?

La répétition d’épreuves dont les probabilités de succès changent à chaque étape
Une suite d’expériences dépendantes comportant plusieurs issues possibles
Une seule épreuve présentant deux issues, avec des probabilités variables
La répétition de n épreuves identiques et indépendantes, avec une probabilité de succès p

La répétition de n épreuves identiques et indépendantes, avec une probabilité de succès p

Explication

Un schéma de Bernoulli répète n épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes, avec une probabilité de succès constante p. Une modification des probabilités ou une dépendance entre les épreuves ne respecte pas cette définition.

3. Que représente la loi binomiale de paramètres n et p, notée B(n ; p) ?

La probabilité d’un succès lors d’une seule épreuve de probabilité p
La répétition de n épreuves sans s’intéresser au nombre de succès
Le nombre de succès obtenus dans n épreuves identiques et indépendantes de probabilité p
Le nombre d’échecs obtenus dans une expérience comportant p épreuves

Le nombre de succès obtenus dans n épreuves identiques et indépendantes de probabilité p

Explication

La loi binomiale donne la loi de probabilité du nombre de succès dans un schéma de Bernoulli de n épreuves et de probabilité de succès p. Le schéma décrit la répétition des épreuves, tandis que la loi binomiale étudie le nombre de succès.

4. Dans un schéma de Bernoulli comportant n épreuves, quelles valeurs le nombre de succès X peut-il prendre ?

Les entiers compris entre 1 et n
Les entiers compris entre 0 et n
Les entiers compris entre 0 et n-1
Tous les nombres réels compris entre 0 et n

Les entiers compris entre 0 et n

Explication

Le nombre de succès peut aller de zéro, si aucune épreuve ne réussit, à n, si toutes réussissent. Il s’agit d’un nombre entier associé aux succès, et non d’une valeur réelle quelconque.

5. Quelle démarche permet de calculer une probabilité binomiale à l’aide d’un arbre ?

Compter les succès de chaque chemin sans calculer ni regrouper leurs probabilités
Additionner toutes les issues de l’arbre avant de sélectionner le nombre de succès
Choisir un seul chemin, puis multiplier ses probabilités sans compter les autres
Repérer les chemins favorables, calculer leurs probabilités et les additionner

Repérer les chemins favorables, calculer leurs probabilités et les additionner

Explication

La méthode consiste à identifier les chemins comportant le nombre de succès recherché, à calculer la probabilité de chacun, puis à additionner ces probabilités. Un événement comme X=k peut regrouper plusieurs chemins distincts.

6. Pour trois épreuves de Bernoulli indépendantes, quelle expression donne la probabilité d’obtenir exactement deux succès ?

P(X=2)=3p2(1−p)P(X=2)=3p^2(1-p)
P(X=2)=p2(1−p)P(X=2)=p^2(1-p)
P(X=2)=3p(1−p)2P(X=2)=3p(1-p)^2
P(X=2)=p3P(X=2)=p^3

$$P(X=2)=3p^2(1-p)$$

Explication

Deux succès et un échec peuvent apparaître selon trois ordres différents, et chaque ordre a pour probabilité p2(1−p)p^2(1-p). La multiplication par 3 regroupe donc les trois chemins favorables.

7. Quelle procédure permet de simuler informatiquement un schéma de Bernoulli comportant nn épreuves de probabilité de succès pp ?

Répéter une seule épreuve et multiplier son résultat par nn
Répéter nn épreuves indépendantes et compter les succès obtenus
Tirer nn valeurs sans imposer la même probabilité de succès
Additionner les probabilités de succès sans effectuer d’épreuves

Répéter $$n$$ épreuves indépendantes et compter les succès obtenus

Explication

La simulation consiste à réaliser nn épreuves indépendantes, chacune ayant une probabilité de succès pp, puis à compter les succès. Multiplier le résultat d’une seule épreuve ne reproduit pas les réalisations aléatoires successives.

8. Que renvoie la fonction binomiale après avoir simulé nn appels à bernoulli(p) ?

La liste des probabilités de chaque épreuve
Une valeur True ou False pour la dernière épreuve
La probabilité théorique d’un succès
Le nombre total de succès simulés

Le nombre total de succès simulés

Explication

La fonction binomiale maintient un compteur, l’augmente lors de chaque succès et renvoie le total obtenu. La fonction bernoulli, elle, fournit le résultat booléen d’une épreuve individuelle.

9. Quelle fonction faut-il utiliser pour calculer P(X≤k)P(X\leq k) lorsque XX suit une loi binomiale ?

La fonction de probabilité ponctuelle
La fonction de probabilité cumulée
La fonction donnant l’espérance
La fonction donnant l’écart-type

La fonction de probabilité cumulée

Explication

La probabilité cumulée additionne les probabilités correspondant aux valeurs inférieures ou égales à kk. La probabilité ponctuelle concerne plutôt la valeur exacte P(X=k)P(X=k).

10. Une urne contient 5 boules gagnantes et 7 boules perdantes ; une boule est remise après chaque tirage. Pourquoi quatre tirages forment-ils un schéma de Bernoulli ?

La probabilité de gagner augmente après chaque tirage perdant
Chaque tirage est indépendant et la probabilité de gagner reste constante
Les quatre tirages produisent nécessairement le même résultat
Chaque tirage diminue le nombre de boules disponibles dans l’urne

Chaque tirage est indépendant et la probabilité de gagner reste constante

Explication

La remise rétablit la composition de l’urne après chaque tirage, donc les tirages sont indépendants et la probabilité de gagner reste constante. Sans remise, la composition et donc la probabilité de succès peuvent changer.

11. Une variable aléatoire suit une loi binomiale de paramètres n=20n=20 et p=0,3p=0{,}3. Quelle est son espérance ?

66
20,320{,}3
0,30{,}3
6\sqrt{6}

$$6$$

Explication

Pour une loi binomiale, l’espérance se calcule par E(X)=n×pE(X)=n\times p, donc E(X)=20×0,3=6E(X)=20\times0{,}3=6. La racine de 6 correspondrait à une autre expression et ne donne pas l’espérance.

12. Une variable aléatoire suit une loi binomiale de paramètres n=12n=12 et p=0,25p=0{,}25. Quelle expression donne son écart-type ?

12×0,25×0,75\sqrt{12\times0{,}25\times0{,}75}
12×0,25×0,7512\times0{,}25\times0{,}75
12×0,2512\times0{,}25
12×0,25\sqrt{12\times0{,}25}

$$\sqrt{12\times0{,}25\times0{,}75}$$

Explication

L’écart-type d’une loi binomiale est σ(X)=n×p×(1−p)\sigma(X)=\sqrt{n\times p\times(1-p)} ; ici, 1−p=0,751-p=0{,}75. Le produit n×pn\times p donne l’espérance, tandis que le produit sans racine donne la variance.

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Qu'est-ce qu'une épreuve de Bernoulli ?

Une expérience aléatoire à deux issues nommées succès et échec.

Dans le jeu pile ou face, quelle issue est définie comme succès ?

Obtenir pile est défini comme succès.

Quelle est la probabilité de succès au jeu pile ou face ?

La probabilité de succès est p=12p=\frac{1}{2}.

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