Jeux de hasard célèbres : Monty Hall, d'Alembert et le problème des partis - Exercice 1

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Le jeu de Monty Hall. Dans un jeu télévisé, une voiture est cachée derrière l'une de trois portes, et une chèvre derrière chacune des deux autres. Le candidat choisit une porte au hasard. Le présentateur, qui sait où se trouve la voiture, ouvre alors une autre porte, derrière laquelle il y a une chèvre, puis propose au candidat de changer de porte.
Question 1

Quelle est la probabilité que la porte choisie au départ cache la voiture ?

Correction
La voiture est derrière l'une des trois portes, de façon équiprobable :
P(bon choix au deˊpart)=13P\left(\text{bon choix au départ}\right)=\dfrac{1}{3}

Donc P(mauvais choix au deˊpart)=1−13=23P\left(\text{mauvais choix au départ}\right)=1-\dfrac{1}{3}=\dfrac{2}{3}.
Question 2

Le candidat garde sa porte. Quelle est la probabilité qu'il gagne la voiture ?

Correction
En gardant sa porte, il gagne si et seulement si son choix de départ était le bon : l'ouverture d'une porte par le présentateur ne change pas ce qu'il y a derrière la sienne.
P(gagner en gardant)=13P\left(\text{gagner en gardant}\right)=\dfrac{1}{3}
Question 3

Le candidat change de porte. Montrer qu'il gagne avec la probabilité 23\dfrac{2}{3}. Quelle stratégie faut-il choisir ?

Correction
Si le choix de départ était mauvais (probabilité 23\dfrac{2}{3}), la voiture est derrière l'une des deux autres portes, et le présentateur a ouvert celle qui cache une chèvre : la porte restante cache donc la voiture. En changeant, le candidat gagne à coup sûr.
Si le choix de départ était bon (probabilité 13\dfrac{1}{3}), en changeant, il perd.
P(gagner en changeant)=23×1+13×0P\left(\text{gagner en changeant}\right)=\dfrac{2}{3}\times 1+\dfrac{1}{3}\times 0
P(gagner en changeant)=23P\left(\text{gagner en changeant}\right)=\dfrac{2}{3}

Il faut changer de porte : on double ses chances de gagner.

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