QCM : Lois de probabilité (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un essai aléatoire n’a que deux issues possibles, l’apparition ou la non-apparition d’un événement. Comment nomme-t-on cet essai dans le cadre binomial ?

Une épreuve binomiale
Une loi binomiale
Une suite de Bernoulli
Un succès binomial

Une épreuve binomiale

Explication

Une épreuve binomiale a deux issues complémentaires, appelées succès et échec. Une suite de Bernoulli désigne plusieurs épreuves, un succès est une issue, et la loi binomiale décrit le nombre de succès.

2. On réalise nn épreuves binomiales et l’on note XX le nombre de succès, sans tenir compte de leur ordre. Que désigne la loi binomiale dans cette situation ?

La probabilité de succès à une épreuve
La loi de probabilité du nombre d’épreuves
La loi de probabilité de l’ordre des issues
La loi de probabilité de XX

La loi de probabilité de $$X$$

Explication

La loi binomiale donne la loi de probabilité du nombre XX de succès obtenus au cours des nn épreuves, indépendamment de leur ordre. L’ordre des issues, le nombre d’épreuves et la probabilité d’un succès isolé sont des notions distinctes.

3. Un contrôle consiste en 1212 essais indépendants, chacun ayant une probabilité de succès de 0,250,25. Quelle est l’espérance du nombre de succès ?

33 succès
12,2512,25 succès
66 succès
99 succès

$$3$$ succès

Explication

Pour une loi binomiale, l’espérance vaut E(X)=npE(X)=np ; ici, 12×0,25=312\times0,25=3. Le résultat 99 utilise la probabilité d’échec, 12,2512,25 additionne les paramètres et 66 ajoute un facteur injustifié.

4. Une variable binomiale décrit 2020 essais indépendants, avec une probabilité de succès de 0,30,3 et d’échec de 0,70,7. Quelle expression donne son écart type ?

20×0,3×0,720\times0,3\times0,7
20×0,7\sqrt{20\times0,7}
20×0,3\sqrt{20\times0,3}
20×0,3×0,7\sqrt{20\times0,3\times0,7}

$$\sqrt{20\times0,3\times0,7}$$

Explication

L’écart type binomial se calcule par σ(X)=npq\sigma(X)=\sqrt{npq}, avec p=0,3p=0,3 et q=0,7q=0,7. L’expression sans racine correspond à la variance, tandis que les deux autres expressions omettent l’un des facteurs requis.

5. Que caractérise une loi de Poisson de paramètre λ>0\lambda > 0 ?

Une variable dont l’espérance est égale au carré de son paramètre.
Une variable comptant les succès de plusieurs épreuves indépendantes à probabilité constante.
Une variable à valeurs entières naturelles, dont les probabilités suivent la formule de Poisson.
Une variable à valeurs réelles, dont la densité détermine les probabilités sur des intervalles.

Une variable à valeurs entières naturelles, dont les probabilités suivent la formule de Poisson.

Explication

Une loi de Poisson décrit une variable prenant des valeurs dans les entiers naturels, avec P(X=k)=e−λλkk!P(X=k)=e^{-\lambda}\frac{\lambda^k}{k!}. Une loi binomiale compte des succès lors d’un nombre fixé d’épreuves, ce qui correspond à une autre modélisation.

6. Quelle probabilité est attachée à la réalisation d’une valeur précise par une variable aléatoire absolument continue ?

Une probabilité nulle, quelle que soit la valeur considérée.
Une probabilité égale à l’aire totale sous la densité.
Une probabilité égale à la densité évaluée en cette valeur.
Une probabilité déterminée par la différence entre deux valeurs de la fonction de répartition.

Une probabilité nulle, quelle que soit la valeur considérée.

Explication

Pour une variable absolument continue, chaque valeur isolée a une probabilité nulle. La densité en un point ne donne pas directement la probabilité de ce point, mais contribue aux probabilités sur des intervalles.

7. Quel rôle joue la formule V(X)=E(X2)−[E(X)]2V(X)=E(X^2)-[E(X)]^2 dans l’étude d’une variable aléatoire continue ?

Elle donne la densité de probabilité à partir de la fonction de répartition.
Elle calcule la probabilité que XX prenne une valeur précise.
Elle détermine l’espérance du produit de deux variables indépendantes.
Elle mesure la dispersion des valeurs de XX autour de son espérance.

Elle mesure la dispersion des valeurs de $$X$$ autour de son espérance.

Explication

Cette formule sert à calculer la variance, qui mesure la dispersion de la variable à partir de son moment d’ordre deux et de son espérance. L’espérance d’un produit de variables indépendantes se calcule plutôt par E(XY)=E(X)E(Y)E(XY)=E(X)E(Y).

8. En quoi une densité conjointe diffère-t-elle d’une densité marginale pour un couple de variables aléatoires ?

La densité conjointe décrit la loi de YY sachant X=xX=x, tandis qu’une densité marginale décrit la loi de XX sachant Y=yY=y.
La densité conjointe décrit le comportement simultané de XX et YY, tandis qu’une densité marginale décrit une variable prise séparément.
La densité conjointe concerne les variables indépendantes, tandis qu’une densité marginale concerne les variables dépendantes.
La densité conjointe donne l’espérance du couple, tandis qu’une densité marginale donne la variance de chaque variable.

La densité conjointe décrit le comportement simultané de $$X$$ et $$Y$$, tandis qu’une densité marginale décrit une variable prise séparément.

Explication

La densité conjointe associe une probabilité élémentaire à des valeurs de XX et de YY considérées ensemble, alors que les densités marginales décrivent séparément chacune des variables. La densité conditionnelle, évoquée dans un distracteur, décrit plutôt une variable sachant une valeur de l’autre.

9. Si la probabilité d’échec à chaque épreuve binomiale est qq et que l’on réalise nn épreuves, quelle conséquence découle de l’indépendance des épreuves pour la probabilité de n’obtenir aucun succès ?

Elle vaut 1−qn1-q^n, car il faut retirer les échecs de l’ensemble des issues.
Elle vaut nqnq, car la probabilité d’échec s’additionne à chaque épreuve.
Elle vaut q/nq/n, car la probabilité d’échec se répartit entre les épreuves.
Elle vaut qnq^n, car il faut échouer à chacune des épreuves.

Elle vaut $$q^n$$, car il faut échouer à chacune des épreuves.

Explication

N’obtenir aucun succès signifie que les nn épreuves se terminent toutes par un échec ; avec une probabilité d’échec qq à chaque épreuve, la probabilité conjointe est qnq^n. L’expression 1−qn1-q^n correspond plutôt à la probabilité complémentaire d’obtenir au moins un succès.

10. Un contrôle porte sur six pièces indépendantes, et la probabilité qu’une pièce soit défectueuse est de 0,04. Quelle espérance du nombre de pièces défectueuses faut-il utiliser pour planifier le contrôle ?

0,24 pièce défectueuse
1,50 pièce défectueuse
0,04 pièce défectueuse
6 pièces défectueuses

0,24 pièce défectueuse

Explication

Pour une variable binomiale, l’espérance se calcule en multipliant le nombre d’épreuves par la probabilité de succès : E(X)=np=6×0,04=0,24E(X)=np=6\times 0{,}04=0{,}24. La valeur 0,04 correspond à la probabilité pour une seule pièce, et non au nombre moyen de pièces défectueuses parmi les six.

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Quelles sont les deux issues possibles d’une épreuve binomiale ?

Le succès et l’échec.

Combien d’épreuves une suite binomiale comprend-elle ?

Un nombre fixé à l’avance d’épreuves binomiales.

Combien de fers défectueux attend-on parmi six fers si la probabilité de défaut vaut 0,04 ?

L’espérance est de 0,24 fer défectueux.

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