Mathématiques · 4ème · Contrôle n°1
Probabilités — Calcul et arbres
Un contrôle de mathématiques de 55 minutes sur les probabilités en quatrième : ce qu'une probabilité mesure et ce qu'elle ne dit pas, le calcul en situation d'équiprobabilité, l'arbre d'une expérience composée — on multiplie le long d'un chemin, on additionne entre les chemins —, et les événements incompatibles. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
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Avant de commencer
- Une probabilité est comprise entre 0 et 1 : zéro pour l’impossible, un pour le certain.
- Elle ne dit rien de la prochaine partie : elle dit ce qui arrive sur un très grand nombre d’essais.
- La probabilité de l’événement contraire complète à 1, et c’est souvent le chemin le plus court.
- Dans un arbre, on multiplie le long d’un chemin et l’on additionne entre les chemins.
- Un produit de probabilités est toujours plus petit que chacune d’elles : un produit qui grandit est une erreur.
- Deux événements ne s’additionnent directement que s’ils ne peuvent pas se produire ensemble.
Exercice 1 — Ce qu'une probabilité mesure
4 pts · 10 minInterpréter correctement une probabilité
Réponds à chaque question.
1.Entre quelles valeurs une probabilité est-elle toujours comprise ?
1 ptVoir la correction
Entre 0 et 1
Un résultat hors de cet intervalle signale une erreur de calcul.
2.Que signifie une probabilité nulle ?
1 ptVoir la correction
Que l’événement est impossible.
Une probabilité égale à un signifie au contraire qu’il est certain.
3.Que dit une probabilité sur la partie qui vient ?
1 ptVoir la correction
Rien : elle décrit ce qui arrive sur un très grand nombre d’essais.
C’est ce qui la rend utile : le hasard d’une fois est imprévisible, celui de dix mille fois ne l’est plus.
4.Comment nomme-t-on la croyance qu’après cinq « pile », « face » devient plus probable ?
1 ptVoir la correction
Le sophisme du joueur
La pièce n’a pas de mémoire : chaque lancer reste indépendant.
Exercice 2 — Calculer une probabilité
4 pts · 11 minCalculer une probabilité par dénombrement
Une urne contient douze jetons indiscernables : cinq verts, quatre jaunes et trois noirs. On en tire un au hasard. Donne chaque probabilité sous forme simplifiée.
1.Quelle est la probabilité de tirer un jeton vert ?
1 ptVoir la correction
Cinq cas favorables sur douze possibles, et la fraction ne se simplifie pas.
2.Quelle est la probabilité de tirer un jeton noir ?
1 ptVoir la correction
Trois sur douze, qui se simplifie par trois.
3.Quelle est la probabilité de ne pas tirer un jeton jaune ?
1 ptVoir la correction
Par le contraire : , qui se simplifie par quatre.
4.Pour un événement formulé avec « au moins un », quel est le chemin le plus court ?
1 ptVoir la correction
Passer par l’événement contraire, « aucun ».
Il n’y a alors qu’un seul chemin à calculer au lieu de plusieurs.
Exercice 3 — L'arbre d'une expérience composée
5 pts · 13 minConstruire et exploiter un arbre de probabilités
Une urne contient deux boules rouges et trois boules bleues. On tire une boule, on la remet, puis on tire de nouveau. Réponds à chaque question.
1.Combien de niveaux l’arbre comporte-t-il ?
1 ptVoir la correction
Deux
Un niveau par expérience, et il y a ici deux tirages successifs.
2.Que vaut la probabilité de tirer une rouge, à chaque tirage ?
1 ptVoir la correction
La boule est remise : l’urne est identique aux deux tirages.
3.Quelle est la probabilité d’obtenir deux rouges ?
1 ptVoir la correction
On multiplie le long du chemin. Le résultat est plus petit que chaque étape, comme il se doit.
4.Quelle est la probabilité d’obtenir exactement une rouge ?
1 ptVoir la correction
Deux chemins conviennent, rouge puis bleue et bleue puis rouge, chacun valant .
5.Le long d’un même chemin, multiplie-t-on ou additionne-t-on ?
1 ptVoir la correction
On multiplie
Les deux conditions doivent être remplies toutes les deux ; additionner répondrait à « l’une ou l’autre ».
Exercice 4 — Les événements incompatibles
4 pts · 12 minReconnaître deux événements incompatibles
On lance un dé équilibré à six faces. Réponds en justifiant.
1.« Obtenir un 1 » et « obtenir un 4 » sont-ils incompatibles ?
1 ptVoir la correction
Oui
Un même lancer ne peut pas donner les deux : aucune issue ne leur est commune.
2.« Obtenir un nombre pair » et « obtenir un multiple de trois » le sont-ils ?
1 ptVoir la correction
Non : le six appartient aux deux.
Les additionner compterait le six deux fois.
3.Dans quel cas peut-on additionner directement deux probabilités ?
1 ptVoir la correction
Quand les deux événements sont incompatibles.
C’est une condition, pas une règle générale.
4.Que vérifie-t-on avant d’additionner ?
1 ptVoir la correction
S’il existe une issue commune aux deux événements.
S’il en existe une, l’addition directe est interdite.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 9 minRepérer un raisonnement faux et le corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris la réponse juste.
1.« La probabilité de cet événement vaut 1,3. »
1 ptVoir la correction
Impossible : une probabilité ne dépasse jamais 1.
Un résultat hors de l’intervalle signale une erreur, souvent une addition là où il fallait multiplier.
2.« Le long d’un chemin, j’additionne : . »
1 ptVoir la correction
On multiplie : .
Additionner répondrait à « l’un ou l’autre », et donnerait un résultat plus grand que chaque étape.
3.« Sans remise, les probabilités du second tirage sont les mêmes qu’au premier. »
1 ptVoir la correction
Non : l’urne a changé de contenu, donc les probabilités aussi.
Ce mot de l’énoncé décide de tout l’arbre : il se souligne avant de commencer.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1Ce qu’une probabilité mesure, énoncé exactement
4 points — 1 par question
Point perdu si : La probabilité présentée comme une prédiction de la partie suivante.
Ex.2Le dénombrement juste, et la fraction simplifiée
4 points — 1 par question
Point perdu si : Un « au moins un » calculé de front alors que le contraire allait plus vite.
Ex.3La multiplication le long du chemin
5 points — 1 par question
Point perdu si : Des probabilités additionnées le long d’une branche.
Ex.4L’incompatibilité vérifiée avant l’addition
4 points — 1 par question
Point perdu si : Deux événements additionnés alors qu’une issue leur est commune.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une probabilité supérieure à 1 laissée telle quelle.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Les arbres sont maîtrisés. Entraîne-toi maintenant aux tirages sans remise : c'est le même arbre, mais le second niveau change, et l'énoncé ne le répète pas.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 3 en contrôlant que la somme de tous les chemins vaut 1. Ce contrôle est gratuit et il attrape presque toutes les erreurs.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens une phrase : le long d'un chemin on multiplie, entre les chemins on additionne.
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