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Exercice 1 — chaîne de relais
Arbre, loi binomiale, moyenne, Bienaymé-Tchebychev et suite affine.
Voir le sujet officiel completCorrection proposée par SprintMaths à partir du sujet officiel.
Partie A
Calculer la fiabilité au deuxième relais et une probabilité conditionnelle.
- Notion à reconnaître
- Probabilités totales et Bayes — un message sans erreur reste correct avec 0,94, sinon il est corrigé avec 0,35
- Raisonnement
- L’arbre porte 0,96 puis 0,04 au premier niveau, et 0,94/0,06 ou 0,35/0,65 au second.
Calculs utiles
P(A₂)=0,96×0,94+0,04×0,35=0,9164
P(A₁|A₂)=0,96×0,94/0,9164≈0,9847
Rédaction possible et résultat
Parmi les messages reçus sans erreur au deuxième relais, environ 98,47 % étaient déjà sans erreur au premier.
P(A₂)=0,9164 et P(A₁|A₂)≈0,9847.
Erreur fréquente
Prendre 0,94 comme réponse conditionnelle finale sans tenir compte des messages corrigés.
Partie B
Étudier les tests positifs sur un relais puis la moyenne de 25 relais.
- Notion à reconnaître
- Loi binomiale et variance d’une moyenne — X suit B(50;0,04) et M est une moyenne de 25 copies indépendantes
- Raisonnement
- On applique la formule binomiale, puis la linéarité de l’espérance et l’additivité des variances indépendantes. Pour M<7, l’indication transforme l’événement en |M−2|<5.
Calculs utiles
P(X=4)=C(50,4)0,04⁴0,96⁴⁶≈0,09
P(X≥1)=1−0,96⁵⁰≈0,87
E(X)=2 ; V(X)=50×0,04×0,96=1,92
E(M)=2 ; V(M)=25×1,92/25²=0,0768
P(M<7)=P(|M−2|<5)≥1−0,0768/25=0,996928
Rédaction possible et résultat
La borne obtenue est strictement supérieure à 0,99.
P(M<7)>0,99.
Erreur fréquente
Diviser la variance de la somme par 25 au lieu de 25² pour obtenir la variance de la moyenne.
Partie C
Démontrer la convergence de la probabilité pₙ et calculer sa limite.
- Notion à reconnaître
- Suite affine décroissante — pₙ₊₁−pₙ=0,35−0,41pₙ
- Raisonnement
- Le point fixe vaut 35/41. Comme p₁=0,96 est supérieur à ce point fixe, la récurrence conserve cette minoration et rend les écarts successifs négatifs.
Calculs utiles
pₙ₊₁−35/41=0,59(pₙ−35/41)
pₙ≥35/41, donc pₙ₊₁−pₙ=−0,41(pₙ−35/41)≤0
ℓ=0,59ℓ+0,35, donc ℓ=35/41≈0,8537
Rédaction possible et résultat
La suite décroît et reste minorée par 35/41 ; elle converge vers l’unique point fixe.
lim pₙ=35/41.
Erreur fréquente
Résoudre l’équation de limite avant d’avoir justifié que la suite converge.