Introduction aux Probabilités - Université Rennes 2
Introduction aux Probabilités - Université Rennes 2 Introduction aux Probabilités - Université Rennes 2
20 Chapitre 1. Espaces probabilisés 4. En déduire la probabilité que A finisse ruiné. 5. De passage à Dinard, vous rentrez au casino et jouez à la roulette : il y a 18 numéros rouges, 18 numéros noirs et 1 numéro vert, le zéro. Vous jouez rouge pour 1e à chaque fois. Vous commencez avec 50e et vous arrêtez si vous avez 100e ou si vous êtes ruiné. Pourquoi valait-il mieux aller baguenauder sur les sentiers côtiers ce jour-là ? 6. Sachant que vous commencez avec 50e et que vous ne partirez que ruiné ou avec 100e en poche, quelle tactique vaut-il mieux adapter pour maximiser vos chances de succès ? Exercice 1.28 (Loi de succession de Laplace) On dispose de (N +1) urnes, numérotées de 0 à N. L’urne k contient k boules rouges et (N −k) boules blanches. On choisit une urne au hasard. Sans connaître son numéro, on en tire n fois de suite une boule, avec remise après chaque tirage. 1. Quelle est la probabilité que le tirage suivant donne encore une boule rouge sachant que, au cours des n premiers tirages, seules des boules rouges ont été tirées ? Indication : on pourra noter En (respectivement En+1) le fait de tirer n (respectivement (n+1)) boules rouges à la suite et décomposer ces deux événements sur la partition (U0,...,UN) formée par les urnes. 2. Calculer la limite de cette probabilité lorsque N tend vers l’infini. (Rappel sur les sommes de Riemann : si f est continue sur [0,1], alors limn→∞ 1 n n k=1 f(k/n) = 1 0 f(x)dx.) Exercice 1.29 (Il Padrino) 1. On considère deux événements A et B tels queÈ(A) = 0.1,È(B) = 0.9 etÈ(A∪B) = 0.91. A et B sont-ils indépendants ? 2. La Mafia subtilise 10% des colis expédiés de New York par avion. Alice veut envoyer deux cadeaux de Noël à son ami Bob. Elle peut faire soit deux paquets séparés indépendants, soit un paquet groupé. Calculer dans les deux cas les probabilités des événements suivants : (a) Un cadeau au moins est bien arrivé. (b) Les deux cadeaux sont bien arrivés. 3. On considère trois événements (mutuellement) indépendants A, B et C tels queÈ(A) = 0.8, È(B) = 0.5 etÈ(C) = 0.2. Que vautÈ(A∪B ∪C)? A1 0.3 A2 B1 B2 B3 0.8 0.5 0.1 0.1 C1 Figure 1.6 – Un circuit électrique aléatoire. Exercice 1.30 (Circuit électrique) On considère le circuit électrique de la figure 1.6. Chaque relais est en position ouverte ou fermée, la probabilité qu’il soit ouvert étant indiquée sur la figure et les relais se comportant de façon totalement indépendante. Quelle est la probabilité que le courant passe, c’est-à-dire qu’il existe au moins une branche sur laquelle tous les relais sont fermés ? Exercice 1.31 (Le bandit manchot) Une machine à sous a trois roues indépendantes, chacune ayant 20 symboles apparaissant de façon équiprobable lorsqu’elle s’arrête de tourner. Les roues de droite et de gauche sont identiques, avec seulement une cloche sur les 20 symboles. La roue du centre est différente et compte 9 cloches. Arnaud Guyader - Rennes 2 Probabilités 0.4
1.4. Exercices 21 1. Quelle est la probabilité de remporter le jackpot (3 cloches)? 2. Calculer la probabilité d’obtenir 2 cloches, mais pas le jackpot. 3. Si au lieu d’une répartition 1-9-1 des cloches, il y a une répartition 3-1-3, que deviennent les résultats des questions précédentes ? Expliquer pourquoi le propriétaire du casino optera plutôt pour la répartition 1-9-1 que 3-1-3. Exercice 1.32 (Les affres des escales) Vous voyagez en avion de Los Angeles à Paris avec deux escales, à New York puis à Londres. La probabilité p que votre bagage ne soit pas mis en soute est la même à Los Angeles, New York et Londres. Arrivé à Paris, vous constatez l’absence de votre valise. Calculez les probabilités que celle-ci soit restée à Los Angeles, New York et Londres respectivement. Exercice 1.33 (Une histoire de montres) Un lot de montres identiques est reçu par un détaillant parisien. Celui-ci provient de façon équiprobable soit de Hong-Kong, soit de Singapour. L’usine de Hong-Kong produit un article défectueux sur 1000 en moyenne, celle de Singapour un sur 200. Le détaillant inspecte une première montre : elle marche. Sachant ceci, quelle est la probabilité que la deuxième montre inspectée marche elle aussi? Exercice 1.34 (Un éléphant ça trompe énormément) Trois touristes tirent en même temps sur un éléphant au cours d’un safari. On estime la valeur d’un chasseur par sa probabilité d’atteindre la cible en un coup. Ces probabilités sont respectivement 1/4, 1/2 et 3/4. La bête meurt frappée par deux balles. Trouvez pour chacun des chasseurs la probabilité d’avoir raté l’éléphant. Exercice 1.35 (Une urne à composition variable) Une urne contient n boules blanches (n ≥ 5) et 10 boules noires. On tire au hasard et simultanément 10 boules de l’urne. 1. Calculer la probabilité pn que l’on ait tiré exactement 5 boules noires. 2. Montrer que pour tout n ≥ 5, on a : pn+1 pn = n2 +2n+1 n 2 +7n−44 . 3. En déduire les variations de la suite (pn)n≥5 et la valeur de n pour laquelle pn est maximale. Exercice 1.36 (Les paris plus ou moins vaseux du Chevalier de Méré) Le Chevalier de Méré était, à la cour de Louis XIV, un joueur impénitent. Il pensait en particulier avoir trouvé deux règles pour gagner de l’argent. 1. Première règle : “Il est avantageux de parier sur l’apparition d’au moins un 6 en lançant un dé quatre fois de suite”. Démontrer que c’est vrai. 2. Seconde règle : “Il est avantageux de parier sur l’apparition d’au moins un double 6 en lançant deux dés vingt-quatre fois de suite”. Démontrer que c’est faux. Remarque : c’est Blaise Pascal qui lui a prouvé son erreur, les probabilités étaient nées... Exercice 1.37 (Tirages uniformes sur un segment) On tire un point au hasard sur le segment [0,1]. 1. Quelle est la probabilité qu’il soit supérieur à 3/4? 2. Quelle est la probabilité qu’il soit supérieur à 3/4, sachant qu’il est supérieur à 1/3? 3. On tire deux points au hasard sur le segment [0,1], indépendamment l’un de l’autre. Probabilités Arnaud Guyader - Rennes 2
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1.4. Exercices 21<br />
1. Quelle est la probabilité de remporter le jackpot (3 cloches)?<br />
2. Calculer la probabilité d’obtenir 2 cloches, mais pas le jackpot.<br />
3. Si au lieu d’une répartition 1-9-1 des cloches, il y a une répartition 3-1-3, que deviennent<br />
les résultats des questions précédentes ? Expliquer pourquoi le propriétaire du casino optera<br />
plutôt pour la répartition 1-9-1 que 3-1-3.<br />
Exercice 1.32 (Les affres des escales)<br />
Vous voyagez en avion de Los Angeles à Paris avec deux escales, à New York puis à Londres. La<br />
probabilité p que votre bagage ne soit pas mis en soute est la même à Los Angeles, New York<br />
et Londres. Arrivé à Paris, vous constatez l’absence de votre valise. Calculez les probabilités que<br />
celle-ci soit restée à Los Angeles, New York et Londres respectivement.<br />
Exercice 1.33 (Une histoire de montres)<br />
Un lot de montres identiques est reçu par un détaillant parisien. Celui-ci provient de façon équiprobable<br />
soit de Hong-Kong, soit de Singapour. L’usine de Hong-Kong produit un article défectueux<br />
sur 1000 en moyenne, celle de Singapour un sur 200. Le détaillant inspecte une première montre :<br />
elle marche. Sachant ceci, quelle est la probabilité que la deuxième montre inspectée marche elle<br />
aussi?<br />
Exercice 1.34 (Un éléphant ça trompe énormément)<br />
Trois touristes tirent en même temps sur un éléphant au cours d’un safari. On estime la valeur d’un<br />
chasseur par sa probabilité d’atteindre la cible en un coup. Ces probabilités sont respectivement<br />
1/4, 1/2 et 3/4. La bête meurt frappée par deux balles. Trouvez pour chacun des chasseurs la<br />
probabilité d’avoir raté l’éléphant.<br />
Exercice 1.35 (Une urne à composition variable)<br />
Une urne contient n boules blanches (n ≥ 5) et 10 boules noires. On tire au hasard et simultanément<br />
10 boules de l’urne.<br />
1. Calculer la probabilité pn que l’on ait tiré exactement 5 boules noires.<br />
2. Montrer que pour tout n ≥ 5, on a :<br />
pn+1<br />
pn<br />
= n2 +2n+1<br />
n 2 +7n−44 .<br />
3. En déduire les variations de la suite (pn)n≥5 et la valeur de n pour laquelle pn est maximale.<br />
Exercice 1.36 (Les paris plus ou moins vaseux du Chevalier de Méré)<br />
Le Chevalier de Méré était, à la cour de Louis XIV, un joueur impénitent. Il pensait en particulier<br />
avoir trouvé deux règles pour gagner de l’argent.<br />
1. Première règle : “Il est avantageux de parier sur l’apparition d’au moins un 6 en lançant un<br />
dé quatre fois de suite”. Démontrer que c’est vrai.<br />
2. Seconde règle : “Il est avantageux de parier sur l’apparition d’au moins un double 6 en lançant<br />
deux dés vingt-quatre fois de suite”. Démontrer que c’est f<strong>aux</strong>. Remarque : c’est Blaise Pascal<br />
qui lui a prouvé son erreur, les probabilités étaient nées...<br />
Exercice 1.37 (Tirages uniformes sur un segment)<br />
On tire un point au hasard sur le segment [0,1].<br />
1. Quelle est la probabilité qu’il soit supérieur à 3/4?<br />
2. Quelle est la probabilité qu’il soit supérieur à 3/4, sachant qu’il est supérieur à 1/3?<br />
3. On tire deux points au hasard sur le segment [0,1], indépendamment l’un de l’autre.<br />
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