LEÇON · 2BAC
Loi binomiale : répétition d'épreuves indépendantes
Objectifs d’apprentissage
Vérifier les conditions d'un schéma de Bernoulli.
Calculer une probabilité binomiale et l'espérance associée.
Introduction
La loi binomiale modélise le nombre de succès obtenus lors d'un nombre fixé d'épreuves identiques et indépendantes.
Cours
Une épreuve de Bernoulli a deux issues : succès de probabilité p et échec de probabilité 1−p. Pour n épreuves indépendantes, la variable X comptant les succès suit B(n,p). Pour k de 0 à n, P(X=k)=C(n,k)p^k(1−p)^(n−k). Son espérance vaut E(X)=np et sa variance n p(1−p). Avant d'utiliser la formule, vérifier le nombre fixe d'épreuves, l'indépendance et la probabilité de succès constante.
Méthode guidée
Une loi binomiale B(n,p) modélise le nombre de succès dans n épreuves indépendantes, chacune avec la même probabilité p. Pour exactement k succès, P(X=k)=C(n,k)pᵏ(1−p)^{n−k}; l’espérance vaut np.
Exemple résolu pas à pas
Calculer une probabilité binomiale
Un tir réussi a une probabilité p=0,2 et on tire 5 fois indépendamment. Si X compte les réussites, X suit B(5;0,2).
P(X=2)=C(5,2)×0,2²×0,8³.
C(5,2)=10, donc P(X=2)=10×0,04×0,512=0,2048.
Conclusion : P(X=2)=0,2048, soit 20,48 %; E(X)=np=1.
Exemples guidés
- Pour X~B(4,0,5), P(X=2)=C(4,2)(0,5)^4=6/16=0,375. L'espérance vaut 4×0,5=2 succès.
Exercices d’application
- Si X suit B(4;0,3), calculer P(X=0).
- Si X suit B(10;0,1), calculer son espérance.
Vérifie que tu as compris
Réponds d’abord sans regarder, puis ouvre la réponse pour te corriger.
1. Quelle est l’espérance de B(n,p) ?
np.
2. Que représente (1−p)^{n−k} dans P(X=k) ?
La probabilité des n−k échecs dans l’événement avec exactement k succès.
Correction
X suit B(3,0,7). P(X=2)=C(3,2)×0,7²×0,3=0,441. Pour la pièce, P(X=0)=(0,5)^5=1/32.
Corrigés des exercices d’application
- Exercice 1
P(X=0)=C(4,0)×0,3⁰×0,7⁴=0,2401.
- Exercice 2
E(X)=np=10×0,1=1.
À retenir
Nommer la variable, vérifier les conditions binomiales, préciser n et p, puis calculer la probabilité demandée.
Référence pédagogique
Leçon pédagogique originale alignée sur des notions courantes du lycée qualifiant marocain ; vérification finale avec le programme officiel et le cours de l'enseignant recommandée.
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