E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Dans un aéroport, les portiques de sécurité servent à détecter les objets métalliques que pourraient emporter certains voyageurs.

On choisit au hasard un voyageur franchissant un portique. On note :

  • $S$ l’événement « le voyageur fait sonner le portique ».
  • $M$ l’événement « le voyageur porte un objet métallique ».
    On considère qu’un voyageur sur $500$ porte sur lui un objet métallique.

On remarque que :

  • Lorsqu’un voyageur franchit le portique avec un objet métallique, la probabilité que le portique sonne est égale à $0,98$.
  • Lorsqu’un voyageur franchit le portique sans objet métallique, la probabilité que le portique ne sonne pas est aussi égale à $0,98$.
  1. Recopier et compléter l’arbre de probabilités ci-dessous illustrant cette situation :

    $\quad$
  2. Montrer que : $P(S) = 0,021~92$.
    $\quad$
  3. On suppose qu’à chaque fois qu’un voyageur franchit le portique, la probabilité que ce portique sonne est égale à $0,021~92$, et ce de façon indépendante des éventuels déclenchements de sonnerie lors des passages des autres voyageurs.
    Deux personnes passent successivement le portique de sécurité. On note $X$ la variable aléatoire donnant le nombre de fois où le portique sonne.
    a. Justifier qu’on peut modéliser la loi de $X$ par une loi binomiale $B(n;p)$ dont on précisera les paramètres $n$ et $p$.
    $\quad$
    b. Reprendre et compléter le tableau donnant la loi de $X$ :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|}
    \hline
    k&~~0~~&~~1~~&~~2~~\\
    \hline
    P(X=k)&&&\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
    c. Calculer et interpréter l’espérance de $X$ dans le contexte de l’exercice.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
  2. $M$ et $\conj{M}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a /
    $\begin{align*} P(S)&=P(M\cap S)+P\left(\conj{M}\cap S\right) \\
    &=\dfrac{1}{500}\times 0,98+\dfrac{499}{500}\times 0,02\\
    &=0,021~92\end{align*}$
    $\quad$
  3. a. On effectue $2$ tirages aléatoires, identiques et indépendants.
    À chaque tirage, il n’y a que de issues $S$ et $\conj{S}$.
    De plus $P(S)=0,021~92$.
    Ainsi la variable aléatoire $X$ suit la loi binomiale de paramètres $n=2$ et $p=0,021~92$.
    $\quad$
    b. On obtient le tableau suivant (valeurs arrondies à $10^{-5}$ près) :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|}
    \hline
    k&~~0~~&~~1~~&~~2~~\\
    \hline
    P(X=k)&0,95664&0,04288&0,00048\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
    c. L’espérance de $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=0\times P(X=0)+1\times P(X=1)+2\times P(X=2)\\
    &=0,04384\end{align*}$
    En moyenne le portique sonne $4~384$ fois lorsque $100~000$ “couples” passent successivement ce portique.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

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