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Chapitre — Analyse

Chapitre 9 Première — Probabilités conditionnelles et indépendance

Programme officiel — Première générale, Spécialité Mathématiques (BO spécial n°8 du 25 juillet 2019) 🔗 Source officielle (education.gouv.fr)

Capacités et contenus exigibles — Programme officiel (BO)

  • Définir et calculer une probabilité conditionnelle.
  • Utiliser les arbres pondérés.
  • Appliquer la formule des probabilités totales.
  • Définir et reconnaître l'indépendance de deux événements.

1. Introduction

La probabilité conditionnelle mesure la probabilité d'un événement sachant qu'un autre s'est réalisé. Elle est au cœur du raisonnement en statistiques, en médecine (tests de dépistage) et en économie.

⚠️ Point de vigilance : \(P(A|B)\) se lit "probabilité de A sachant B". C'est différent de \(P(A \cap B)\). Ne pas les confondre.

2. Cours

Définition — Probabilité conditionnelle

Si \(P(B) > 0\), la probabilité de \(A\) sachant \(B\) est : \(P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}\).

\[P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}\]

Propriété — Formule des probabilités totales

Si \((B_1, \ldots, B_n)\) est une partition de l'univers : \(P(A) = \sum_{i=1}^n P(A|B_i) \cdot P(B_i)\).

Définition — Indépendance

Deux événements \(A\) et \(B\) sont indépendants si \(P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)\), ce qui équivaut à \(P(A|B) = P(A)\).

Méthode — Arbre pondéré

1. Tracer l'arbre avec les issues à chaque branche.
2. La probabilité d'un chemin est le produit des probabilités sur ses branches.
3. La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins y aboutissant.

⚠️ Point de vigilance : Sur un arbre, la somme des probabilités de toutes les branches issues d'un même nœud doit être égale à 1.

3. Exercices progressifs

Exercice 1 — Conditionnelle

Dans une classe, 60 % des élèves jouent d'un instrument. Parmi eux, 40 % jouent de la guitare. Quelle est la probabilité qu'un élève joue de la guitare ?

Exercice 2 — Arbre

Une urne contient 3 rouges et 5 bleues. On tire deux boules successivement sans remise. Construire l'arbre et calculer la probabilité d'avoir deux boules de couleurs différentes.

Exercice 3 — Probabilités totales

Un test de dépistage est positif pour 95 % des malades et 2 % des non-malades. La prévalence est 1 %. Calculer la probabilité qu'un test soit positif.

Exercice 4 — Indépendance

\(P(A) = 0{,}4\), \(P(B) = 0{,}5\), \(P(A \cap B) = 0{,}2\). A et B sont-ils indépendants ?

4. Fiche de synthèse

À retenir — Conditionnelle

\(P(A|B) = P(A \cap B)/P(B)\).

À retenir — Prob. totales

\(P(A) = \sum_i P(A|B_i)P(B_i)\).

À retenir — Indépendance

\(P(A \cap B) = P(A)P(B)\).