Les probabilités
Expérience aléatoire et probabilité
Une expérience aléatoire est une expérience dont on connaît tous les résultats possibles, mais dont on ne peut pas prévoir le résultat :
- Les résultats possibles sont appelés issues.
- Modéliser une expérience aléatoire consiste à associer à chaque issue une probabilité.
Règles de probabilité :
- La probabilité de chaque issue est un nombre compris entre $0$ et $1$.
- La somme des probabilités de toutes les issues vaut $1$.
Événements :
- Un événement est une condition qui peut être réalisée en fonction de l'issue.
- La probabilité d’un événement est la somme des probabilités des issues qui le réalisent :
$$\text{p(événement)}=\dfrac{\text{nombre d'issues favorables}}{\text{nombre total d'issues}}$$
Types d'événements :
- Un événement élémentaire est réalisé par une seule issue.
- Un événement impossible a une probabilité de $0$.
- Un événement certain a une probabilité de $1$.
L’événement contraire :
L'événement contraire $\overline{E}$ d'un événement $E$ est l'événement qui se réalise lorsque $E$ ne se réalise pas.
$$\begin{aligned} p(E)+p(\overline E)&=1 \\ p(\overline E)&=1-p(E) \\ p(E)&=1-p(\overline E) \end{aligned}$$
Cas des issues équiprobables :
- Les issues sont dites équiprobables lorsqu’elles ont toutes la même probabilité.
- Si une expérience a $n$ issues équiprobables, alors la probabilité de chaque issue est : $\frac 1n$
Fréquences et probabilités
Lorsque les probabilités des issues ne sont pas connues, on peut :
- Répéter un grand nombre de fois une expérience aléatoire ;
- Observer la fréquence d'apparition d'une issue, c’est-à-dire :
$$\text{Fréquence}=\dfrac{\text{nombre d’apparitions}}{\text{nombre total d'expériences}}$$
Lorsqu’on répète un très grand nombre de fois une expérience aléatoire, la fréquence d’apparition d’une issue se stabilise autour de sa probabilité.
Expérience aléatoire à deux épreuves
Une expérience à deux épreuves consiste à réaliser deux expériences successives et s'intéresser aux résultats des deux.
- Si l’issue de la seconde épreuve ne dépend pas du résultat de la première, les deux épreuves sont dites indépendantes.
- On utilise un tableau à double entrée pour représenter toutes les issues possibles de l’expérience à deux épreuves.