Antilles-Guyane – 12 juin 2026 - Exercice 1

30 min
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Dans un lycée, on peut s'inscrire à deux clubs qui proposent des activités artistiques ou sportives.
On constate que :
  • 40 %40\,\% des élèves inscrits aux clubs ont choisi des activités artistiques ;
  • parmi les élèves ayant choisi des activités artistiques, 20 %20\,\% ont aussi choisi des activités sportives ;
  • parmi les élèves n'ayant pas choisi des activités artistiques, 40 %40\,\% ont choisi de faire des activités sportives.
  • Parmi l'ensemble des élèves inscrits à ces clubs, on choisit un élève au hasard.
    On note les évènements suivants :
  • AA : « l'élève choisi est inscrit à une activité artistique » ;
  • SS : « l'élève choisi est inscrit à une activité sportive ».
  • Pour un évènement quelconque EE, on note E‾\overline{E} l'évènement contraire de EE, P(E)P\left(E\right) la probabilité de EE et PF(E)P_{F}\left(E\right) la probabilité de EE sachant l'évènement FF.
    Question 1

    Déterminer PA(S)P_{A}\left(S\right) et PA‾(S)P_{\overline{A}}\left(S\right).

    Correction
    PA(S)P_{A}\left(S\right) est la probabilité que l'élève soit inscrit à une activité sportive sachant{\color{blue}{\text{sachant}}} qu'il est inscrit à une activité artistique.
    Or, parmi les élèves ayant choisi des activités artistiques, 20 %20\,\% ont aussi choisi des activités sportives. Ainsi :
    PA(S)=0,2P_{A}\left(S\right)=0{,}2

    PA‾(S)P_{\overline{A}}\left(S\right) est la probabilité que l'élève soit inscrit à une activité sportive sachant{\color{blue}{\text{sachant}}} qu'il n'est pas inscrit à une activité artistique.
    Or, parmi les élèves n'ayant pas choisi des activités artistiques, 40 %40\,\% ont choisi de faire des activités sportives. Ainsi :
    PA‾(S)=0,4P_{\overline{A}}\left(S\right)=0{,}4
    Attention : le mot « parmi » indique une probabilité conditionnelle ; 0,20{,}2 n'est pas la probabilité P(A∩S)P\left(A\cap S\right).
    Question 2

    Recopier et compléter sur votre copie l'arbre de probabilité suivant :

    Correction
    • La somme des probabilités issues d'un même nœud est égale à 11.
    Premier niveau :
    40 %40\,\% des élèves ont choisi des activités artistiques donc P(A)=0,4P\left(A\right)=0{,}4. Ainsi :
    P(A‾)=1−P(A)=1−0,4=0,6P\left(\overline{A}\right)=1-P\left(A\right)=1-0{,}4=0{,}6
    Branches issues de AA :
    D'après la question 1, PA(S)=0,2P_{A}\left(S\right)=0{,}2. Ainsi :
    PA(S‾)=1−PA(S)=1−0,2=0,8P_{A}\left(\overline{S}\right)=1-P_{A}\left(S\right)=1-0{,}2=0{,}8
    Branches issues de A‾\overline{A} :
    D'après la question 1, PA‾(S)=0,4P_{\overline{A}}\left(S\right)=0{,}4. Ainsi :
    PA‾(S‾)=1−PA‾(S)=1−0,4=0,6P_{\overline{A}}\left(\overline{S}\right)=1-P_{\overline{A}}\left(S\right)=1-0{,}4=0{,}6
    Ce qui nous donne :
    Question 3

    Calculer P(A∩S)P\left(A\cap S\right) et P(A‾∩S)P\left(\overline{A}\cap S\right).

    Correction
    • La probabilité d'un chemin est égale au produit des probabilités inscrites sur ses branches : P(A∩B)=P(A)×PA(B)P\left(A\cap B\right)=P\left(A\right)\times P_{A}\left(B\right).
    Calcul de P(A∩S)P\left(A\cap S\right) :
    On cherche à calculer la probabilité de l'évènement A∩SA\cap S : l'élève est inscrit à une activité artistique et{\color{blue}{\text{et}}} à une activité sportive.
    Il en résulte que :
    P(A∩S)=P(A)×PA(S)P\left(A\cap S\right)=P\left(A\right)\times P_{A}\left(S\right)
    P(A∩S)=0,4×0,2P\left(A\cap S\right)=0{,}4\times 0{,}2
    D'où :
    P(A∩S)=0,08P\left(A\cap S\right)=0{,}08
    Calcul de P(A‾∩S)P\left(\overline{A}\cap S\right) :
    On cherche à calculer la probabilité de l'évènement A‾∩S\overline{A}\cap S : l'élève n'est pas inscrit à une activité artistique et{\color{blue}{\text{et}}} il est inscrit à une activité sportive.
    Il en résulte que :
    P(A‾∩S)=P(A‾)×PA‾(S)P\left(\overline{A}\cap S\right)=P\left(\overline{A}\right)\times P_{\overline{A}}\left(S\right)
    P(A‾∩S)=0,6×0,4P\left(\overline{A}\cap S\right)=0{,}6\times 0{,}4
    D'où :
    P(A‾∩S)=0,24P\left(\overline{A}\cap S\right)=0{,}24
    Question 4
    On admet que P(S)=0,32P\left(S\right)=0{,}32.

    Calculer PS(A)P_{S}\left(A\right).
    Interpréter la réponse.

    Correction
    Il s'agit ici d'une forme avec un « sachant », c'est-à-dire une probabilité conditionnelle.
    On pourrait traduire la question de la manière suivante : sachant{\color{blue}{\text{sachant}}} que l'élève choisi est inscrit à une activité sportive, quelle est la probabilité qu'il soit inscrit à une activité artistique ?
    • PB(A)=P(A∩B)P(B)P_{B}\left(A\right)=\dfrac{P\left(A\cap B\right)}{P\left(B\right)}
    Il vient alors que :
    PS(A)=P(A∩S)P(S)P_{S}\left(A\right)=\dfrac{P\left(A\cap S\right)}{P\left(S\right)}
    D'après la question 3, P(A∩S)=0,08P\left(A\cap S\right)=0{,}08 et l'énoncé donne P(S)=0,32P\left(S\right)=0{,}32.
    PS(A)=0,080,32P_{S}\left(A\right)=\dfrac{0{,}08}{0{,}32}
    PS(A)=832P_{S}\left(A\right)=\dfrac{8}{32}
    D'où :
    PS(A)=14=0,25P_{S}\left(A\right)=\dfrac{1}{4}=0{,}25
    Interprétation : parmi les élèves inscrits à une activité sportive, 25 %25\,\% sont aussi inscrits à une activité artistique.
    Remarque : on retrouve P(S)=0,32P\left(S\right)=0{,}32 avec la formule des probabilités totales : P(S)=P(A∩S)+P(A‾∩S)=0,08+0,24=0,32P\left(S\right)=P\left(A\cap S\right)+P\left(\overline{A}\cap S\right)=0{,}08+0{,}24=0{,}32.
    Question 5

    Les évènements AA et SS sont-ils indépendants ?

    Correction
      Deux évènements AA et BB (avec P(B)≠0P\left(B\right)\neq 0) sont indépendants si et seulement si :
    • PB(A)=P(A)P_{B}\left(A\right)=P\left(A\right)
    Nous allons donc comparer PS(A)P_{S}\left(A\right) et P(A)P\left(A\right).
    D'après la question 4, PS(A)=0,25P_{S}\left(A\right)=0{,}25 et d'après l'énoncé, P(A)=0,4P\left(A\right)=0{,}4.
    Ainsi :
    PS(A)≠P(A)P_{S}\left(A\right)\neq P\left(A\right)

    Il en résulte que les évènements AA et SS ne sont pas indépendants.
    Dans le contexte : la proportion d'élèves inscrits à une activité artistique parmi les sportifs (25 %25\,\%) n'est pas la même que parmi l'ensemble des élèves (40 %40\,\%).Autre méthode : on compare P(A∩S)P\left(A\cap S\right) et P(A)×P(S)P\left(A\right)\times P\left(S\right).
    P(A∩S)=0,08P\left(A\cap S\right)=0{,}08 et P(A)×P(S)=0,4×0,32=0,128P\left(A\right)\times P\left(S\right)=0{,}4\times 0{,}32=0{,}128
    Ces deux nombres sont différents : on retrouve que les évènements AA et SS ne sont pas indépendants.

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