QCM : Probabilités conditionnelles et arbres (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une expérience est répétée deux fois de façon indépendante. Si la probabilité de A au premier essai est de 0,3 et celle de B au second de 0,4, quelle est la probabilité d’obtenir A puis B ?

0,7
0,16
0,75
0,12

0,12

Explication

Pour deux répétitions indépendantes, la probabilité de la succession est le produit des probabilités : 0,3×0,4=0,120,3\times0,4=0,12. La somme 0,7 additionne à tort les probabilités, 0,16 répète la probabilité de B et 0,75 remplace le produit par un quotient.

2. Deux issues distinctes A et B ont lieu lors de deux répétitions indépendantes, avec P(A)=0,2P(A)=0,2 et P(B)=0,5P(B)=0,5. Comment comparer les probabilités des séquences A puis B et B puis A ?

A puis B vaut 0,1 et B puis A vaut 0,7.
A puis B vaut 0,2 et B puis A vaut 0,5.
Elles sont égales à 0,7 chacune.
Elles sont égales à 0,1 chacune.

Elles sont égales à 0,1 chacune.

Explication

L’indépendance donne P(A;B)=P(A)P(B)=0,2×0,5=0,1P(A;B)=P(A)P(B)=0,2\times0,5=0,1, et le produit ne change pas si l’ordre est inversé. La valeur 0,7 vient d’une addition, tandis que 0,2 et 0,5 omettent la probabilité de la seconde issue.

3. Pour deux événements A et B de probabilités non nulles, quelle relation caractérise leur indépendance en exprimant la probabilité conditionnelle de B sachant A ?

PA(B)=0P_A(B)=0
PA(B)=P(B)P_A(B)=P(B)
P(A∩B)=P(B)P(A\cap B)=P(B)
PB(A)=P(B)P_B(A)=P(B)

$$P_A(B)=P(B)$$

Explication

A et B sont indépendants lorsque savoir qu'A s’est produit ne modifie pas la probabilité de B, soit PA(B)=P(B)P_A(B)=P(B). La valeur nulle correspond à l’incompatibilité, PB(A)P_B(A) conditionne dans l’autre sens, et l’égalité avec l’intersection ne caractérise pas l’indépendance.

4. Dans une expérience, P(A)=0,4P(A)=0,4, P(B)=0,5P(B)=0,5 et P(A∩B)=0,2P(A\cap B)=0,2. Quelle conclusion peut-on tirer sur A et B ?

Ils sont indépendants, car 0,2=0,4+0,5−0,70,2=0,4+0,5-0,7.
Ils sont dépendants, car 0,2≠0,40,2\ne0,4.
Ils sont dépendants, car 0,2≠0,4+0,50,2\ne0,4+0,5.
Ils sont indépendants, car 0,2=0,4×0,50,2=0,4\times0,5.

Ils sont indépendants, car $$0,2=0,4\times0,5$$.

Explication

Le critère d’indépendance est P(A∩B)=P(A)P(B)P(A\cap B)=P(A)P(B); ici 0,4×0,5=0,20,4\times0,5=0,2, donc les événements sont indépendants. L’addition des probabilités et la comparaison avec une seule probabilité ne sont pas les critères appropriés.

5. Deux événements A et B ont des probabilités de 0,6 et 0,3, et leur intersection a une probabilité de 0,1. Quelle est la probabilité qu’au moins l’un des deux se produise ?

0,7
0,8
0,18
0,9

0,8

Explication

La formule de l’union donne P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)=0,6+0,3−0,1=0,8P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)=0,6+0,3-0,1=0,8. La valeur 0,9 oublie le chevauchement, 0,7 le soustrait deux fois, et 0,18 correspond au produit des probabilités.

6. Dans un arbre pondéré, la probabilité de la branche menant à A vaut 0,4 et celle de la branche suivante menant à B sachant A vaut 0,7. Quelle est la probabilité du chemin correspondant à A puis B ?

0,3
0,28
0,7
1,1

0,28

Explication

La probabilité d’un chemin est le produit des probabilités inscrites sur ses branches : 0,4×0,7=0,280,4\times 0,7=0,28. La somme des branches correspond à une autre opération, et la probabilité conditionnelle seule ne donne pas celle du chemin.

7. Un événement E peut être réalisé par deux chemins distincts, de probabilités respectives 0,18 et 0,27. Quelle est la probabilité de E ?

0,0486
0,45
0,09
0,27

0,45

Explication

Quand plusieurs chemins distincts réalisent un événement, on additionne leurs probabilités : 0,18+0,27=0,450,18+0,27=0,45. Le produit combine des branches d’un même chemin, tandis que 0,27 omet l’autre chemin.

8. Une enquête fournit les probabilités conditionnelles d’achat d’un produit selon que le client appartient ou non à un groupe donné. Quel outil convient le mieux pour en déduire les probabilités d’intersection et la probabilité totale d’achat ?

Un diagramme en secteurs
Une liste des effectifs totaux
Un tableau à double entrée
Un arbre pondéré

Un arbre pondéré

Explication

L’arbre pondéré est conseillé lorsque les probabilités conditionnelles sont connues : il permet d’obtenir les probabilités d’intersection par les chemins, puis les probabilités totales en additionnant les chemins pertinents. Le tableau à double entrée est plutôt indiqué lorsque les effectifs sont connus.

9. Un magasin connaît, pour chaque combinaison de deux caractéristiques d’achat, le nombre de clients concernés. Quel outil est conseillé pour calculer des probabilités conditionnelles et étudier l’indépendance ?

Un tableau à double entrée des effectifs
Un arbre pondéré des probabilités conditionnelles
Une liste des probabilités marginales
Un graphique des effectifs totaux

Un tableau à double entrée des effectifs

Explication

Lorsque les effectifs sont connus, le tableau à double entrée permet de lire les effectifs croisés, d’en déduire des probabilités conditionnelles et d’étudier l’indépendance. L’arbre est plutôt conseillé lorsque les probabilités conditionnelles sont fournies.

10. Dans une expérience, quatre événements décrivent les catégories possibles d’un résultat. Quelle condition garantit qu’ils forment une partition de l’univers ?

Leur union est l’univers et leurs intersections deux à deux sont vides.
Leur union est l’univers et leurs probabilités sont égales.
Leurs intersections deux à deux sont vides et ils sont indépendants.
Leurs probabilités ont une somme égale à un, sans autre condition.

Leur union est l’univers et leurs intersections deux à deux sont vides.

Explication

Une partition couvre tous les résultats possibles et ses événements sont deux à deux disjoints. L’égalité des probabilités et l’indépendance ne font pas partie de cette définition; une somme de probabilités égale à un ne suffit pas à établir les deux conditions.

11. Une population est répartie en deux groupes, A et son contraire : 40 % appartiennent à A, et la probabilité de B vaut 0,3 dans A et 0,1 hors de A. Quelle est la probabilité de B ?

0,30
0,40
0,18
0,22

0,18

Explication

La formule des probabilités totales pondère chaque probabilité conditionnelle par la probabilité du groupe : P(B)=0,4×0,3+0,6×0,1=0,18P(B)=0,4\times0,3+0,6\times0,1=0,18. 0,30 reprend la probabilité conditionnelle dans A, 0,40 confond le résultat avec la proportion de A, et 0,22 applique incorrectement la proportion de A au second terme.

12. Dans un arbre de probabilités, un événement apparaît au bout de trois chemins distincts, dont les probabilités sont 0,12, 0,08 et 0,15. Quelle est la probabilité de cet événement ?

0,00144
0,15
0,35
0,05

0,35

Explication

La probabilité d’un événement associé à plusieurs feuilles est la somme des probabilités des chemins correspondants : 0,12+0,08+0,15=0,350,12+0,08+0,15=0,35. 0,15 ne retient qu’un chemin, 0,00144 multiplie les probabilités des chemins, et 0,05 soustrait à tort l’une d’elles.

13. Dans un groupe, 46 % des personnes pratiquent A, 35 % pratiquent B et 18 % pratiquent les deux. Quelle est la probabilité qu’une personne choisie au hasard pratique au moins l’un des deux ?

45 %
81 %
18 %
63 %

63 %

Explication

La formule de l’union retire une fois les personnes comptées dans les deux événements : P(A∪B)=46%+35%−18%=63%P(A\cup B)=46\%+35\%-18\%=63\%. 81 % oublie le chevauchement, 45 % le soustrait deux fois, et 18 % correspond à l’intersection.

14. Dans une classe de 34 élèves, 16 ont choisi les mathématiques, 9 l’anglais et 4 les deux spécialités. Combien ont choisi les mathématiques sans choisir l’anglais ?

5 élèves
12 élèves
30 élèves
16 élèves

12 élèves

Explication

Parmi les 16 élèves ayant choisi les mathématiques, 4 ont aussi choisi l’anglais; il reste donc 16−4=1216-4=12 élèves en mathématiques seulement. 16 inclut les élèves ayant choisi les deux, 5 correspond à l’anglais seul, et 30 soustrait l’intersection de l’effectif total.

15. Dans un arbre de probabilités, deux branches partent d’un même nœud. Si la première porte la probabilité 0,380{,}38, quelle probabilité doit porter la seconde ?

1,381{,}38
0,380{,}38
0,720{,}72
0,620{,}62

$$0{,}62$$

Explication

Les probabilités des branches issues d’un même nœud ont une somme égale à 1 ; la seconde vaut donc 1−0,38=0,621-0{,}38=0{,}62. 0,380{,}38 répète la première probabilité, 0,720{,}72 complète jusqu’à 1 à partir d’une mauvaise valeur, et 1,381{,}38 résulte d’une addition.

16. Un chemin d’arbre comporte une branche de probabilité 0,40{,}4 puis une branche de probabilité conditionnelle 0,30{,}3. Quelle est la probabilité de la feuille au bout de ce chemin ?

0,120{,}12
43\frac{4}{3}
0,30{,}3
0,70{,}7

$$0{,}12$$

Explication

La probabilité d’une feuille est le produit des probabilités des branches du chemin : 0,4×0,3=0,120{,}4\times0{,}3=0{,}12, ce qui correspond à l’intersection des événements rencontrés. 0,70{,}7 vient de leur addition, 43\frac{4}{3} d’une division, et 0,30{,}3 oublie la première branche.

17. On sait que l’événement A s’est réalisé. Que désigne PA(B)P_A(B) ?

La probabilité qu'A et B se réalisent simultanément
La probabilité que B se réalise sachant qu'A s’est réalisé
La probabilité que B se réalise sans condition sur A
La probabilité qu'A se réalise sachant que B s’est réalisé

La probabilité que B se réalise sachant qu'A s’est réalisé

Explication

PA(B)P_A(B) désigne la probabilité de B sachant qu'A s’est réalisé, avec P(A)≠0P(A)\ne0. La formulation « A sachant B » inverse les rôles, l’intersection porte sur la réalisation conjointe, et la probabilité sans condition ne tient pas compte de A.

18. Dans une situation, P(A)=0,4P(A)=0{,}4 et P(A∩B)=0,12P(A\cap B)=0{,}12. Quelle est la valeur de la probabilité de B sachant A ?

0,120{,}12
0,20{,}2
103\frac{10}{3}
0,30{,}3

$$0{,}3$$

Explication

La formule donne PA(B)=P(A∩B)P(A)=0,120,4=0,3P_A(B)=\frac{P(A\cap B)}{P(A)}=\frac{0{,}12}{0{,}4}=0{,}3. 0,120{,}12 omet la division par P(A)P(A), 103\frac{10}{3} inverse le quotient, et 0,20{,}2 correspond à une division par le complément de P(A)P(A).

19. Pour calculer P(A∩B)P(A\cap B) à partir de P(B)P(B) et de PB(A)P_B(A), quelle expression convient ?

P(B)×PA(B)P(B)\times P_A(B)
P(B)×PB(A)P(B)\times P_B(A)
P(B)PB(A)\frac{P(B)}{P_B(A)}
P(B)+PB(A)P(B)+P_B(A)

$$P(B)\times P_B(A)$$

Explication

L’intersection s’obtient en multipliant la probabilité de B par la probabilité de A sachant B : P(A∩B)=P(B)×PB(A)P(A\cap B)=P(B)\times P_B(A). PA(B)P_A(B) inverse la condition, tandis que la somme et le quotient ne sont pas la règle du produit.

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Comment calculer la probabilité d’obtenir A puis B lors de deux répétitions indépendantes ?

P(A)P(B).P(A)P(B).

Quand deux événements A et B de probabilités non nulles sont-ils indépendants selon la probabilité conditionnelle ?

Lorsque PA(B)=P(B).P_A(B)=P(B).

Quelle égalité caractérise l’indépendance de deux événements A et B ?

P(A∩B)=P(A)P(B).P(A\cap B)=P(A)P(B).

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