Une loi de probabilité attribue à chaque issue un nombre entre 0 et 1, de somme totale 1 ; en situation d'équiprobabilité, P(A) = (nombre de cas favorables) / (nombre de cas possibles). Deux formules clés : P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B), et P(contraire de A) = 1 − P(A). En répétant une expérience, les fréquences observées se stabilisent vers la probabilité : c'est le lien avec l'échantillonnage.
IV Statistiques & probabilités · Chapitre 11 / 11
Probabilités
Loi de probabilité, réunion, intersection, échantillon.
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L'essentiel en 30 secondes
Une expérience aléatoire est une expérience dont on connaît tous les résultats possibles, mais dont on ne peut pas prévoir lequel se produira : lancer un dé, tirer une carte, jouer à pile ou face.
À partir d'événements, on en construit de nouveaux à l'aide de trois opérations, décrites par les mots « ou », « et » et « non ».
La probabilité est un modèle : elle prédit ce qui se passe « en théorie ». Quand on répète réellement l'expérience, on observe des fréquences qui s'en approchent, sans jamais coïncider exactement.
Quand toutes les issues ont la même chance, . Par exemple, la probabilité d'obtenir un multiple de 3 avec un dé équilibré est (issues 3 et 6). Il faut d'abord vérifier — ou lire dans l'énoncé — que la situation est bien équiprobable.
. On soustrait car les issues communes aux deux événements seraient comptées deux fois. Si et sont incompatibles (aucune issue commune), la formule devient simplement .
Il permet de calculer plus vite grâce à . Dès qu'une question contient « au moins un », le réflexe est de passer par le contraire « aucun », presque toujours plus simple à dénombrer. C'est l'un des automatismes les plus rentables du chapitre.
La fréquence est observée : c'est la proportion obtenue en réalisant réellement l'expérience. La probabilité est théorique : c'est la valeur autour de laquelle les fréquences se stabilisent quand on répète l'expérience un très grand nombre de fois. Une pièce équilibrée a une probabilité de pour pile, même si 10 lancers donnent rarement exactement 5 piles.
Vocabulaire
Équiprobabilité
Opérations sur les événements
Échantillonnage
Exercices corrigés sur les probabilités
Entraîne-toi avec 40 exercices classés par difficulté. Chaque énoncé est accompagné de sa correction détaillée pour vérifier ta méthode.
4 problèmes de synthèse
Problème 1 — La somme de deux dés
IntermédiaireOn lance deux dés équilibres à six faces (l'un rouge, l'autre bleu) et on s'intéresse à la somme des deux résultats. On rappelle qu'il y a couples équiprobables.
1.
Quelles sont les valeurs possibles de la somme ? Sont-elles équiprobables ?
2.
Calculer .
3.
Calculer puis .
4.
Montrer que .
Problème 2 — Un jeu de 32 cartes
IntermédiaireOn tire une carte au hasard dans un jeu de cartes (couleurs : cœur ♥, carreau ♦, trèfle ♣, pique ♠ ; valeurs : 7, 8, 9, 10, Valet, Dame, Roi, As). Toutes les cartes ont la même probabilité d'être tirées.
1.
Calculer la probabilité d'obtenir un roi, puis celle d'obtenir un pique.
2.
Calculer la probabilité d'obtenir « le roi de pique ».
3.
En déduire la probabilité d'obtenir « un roi ou un pique ».
4.
Calculer la probabilité de ne pas obtenir de figure (valet, dame, roi).
Problème 3 — Une roue de loterie
DifficileUne roue de loterie est partagée en secteurs de trois couleurs : rouge (gain de €), vert (gain de €) et blanc (aucun gain). On donne la loi de probabilité partielle :
| Couleur | Rouge | Vert | Blanc |
|---|---|---|---|
| Probabilité |
1.
Déterminer la valeur de .
2.
Quelle est la probabilité de gagner de l'argent (rouge ou vert) ?
3.
On joue et la roue tombe sur une couleur donnant un gain. Sachant cela, la couleur a autant de chances d'être rouge que verte ? Comparer les deux.
4.
On effectue parties. Combien de gains rouges peut-on raisonnablement s'attendre à observer ?
Problème 4 — Anglais, espagnol et sondage
DifficileDans un lycée, on interroge les élèves sur les langues étudiées. On sait que étudient l'anglais, l'espagnol, et étudient les deux langues. On choisit un élève au hasard ; on note « étudie l'anglais » et « étudie l'espagnol ».
1.
Donner , et .
2.
Calculer la probabilité qu'un élève étudie au moins une des deux langues.
3.
En déduire la probabilité qu'un élève n'étudie aucune de ces deux langues.
4.
Quelle est la probabilité qu'un élève étudie l'anglais mais pas l'espagnol ?