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Exercice 1 — groupes sanguins
Probabilités conditionnelles, loi binomiale, espérance, variance, moyenne d’échantillon et inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
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Questions 1 à 4
Compléter l’arbre, retrouver une probabilité conditionnelle et celle d’un donneur universel.
- Notion à reconnaître
- Arbre pondéré et probabilités conditionnelles — les groupes forment une partition et les probabilités d’un chemin se multiplient
- Raisonnement
- Le groupe O représente 42 % de la population. La contribution connue au rhésus positif vaut 0,45×0,85+0,10×0,84+0,03×0,82=0,4911 ; le complément jusqu’à 0,8397 permet de retrouver la branche O.
Calculs utiles
P(B∩R)=0,10×0,84=0,084
P(R|O)=(0,8397−0,4911)/0,42=0,83
P(O∩non R)=0,42×0,17=0,0714
Rédaction possible et résultat
Les dix pointillés portent 0,45 ; 0,10 ; 0,03 ; 0,42 puis 0,85/0,15 ; 0,84/0,16 et 0,82/0,18. Les deux branches issues de O, absentes des pointillés, sont déterminées aux questions suivantes : 0,83 et 0,17.
8,4 % sont à la fois du groupe B et rhésus positif ; 7,14 % sont donneurs universels.
Erreur fréquente
Soustraire des probabilités conditionnelles entre elles au lieu de décomposer P(R) par groupes.
Question 5
Étudier le nombre de donneurs universels parmi 100 personnes.
- Notion à reconnaître
- Loi binomiale — 100 essais assimilés indépendants, de même probabilité 0,0714
- Raisonnement
- Le nombre de succès suit B(100 ; 0,0714). On calcule la probabilité cumulée jusqu’à 7, puis np et np(1−p).
Calculs utiles
P(X≤7)≈0,577
E(X)=100×0,0714=7,14
V(X)=100×0,0714×0,9286≈6,63
Rédaction possible et résultat
La valeur cumulée est arrondie au millième, conformément à la demande.
X suit B(100 ; 0,0714), P(X≤7)≈0,577, E(X)=7,14 et V(X)≈6,63.
Erreur fréquente
Calculer seulement P(X=7), alors que “au plus 7” signifie X≤7.
Question 6
Dimensionner le nombre de villes avec Bienaymé-Tchebychev.
- Notion à reconnaître
- Moyenne de variables indépendantes — l’intervalle ]7 ; 7,28[ s’écrit |Mₙ−7,14|<0,14
- Raisonnement
- La moyenne représente le nombre moyen de donneurs universels par échantillon de 100 personnes. Par indépendance, sa variance est divisée par N ; Bienaymé-Tchebychev minore ensuite la probabilité recherchée.
Calculs utiles
E(Mₙ)=7,14 ; V(Mₙ)=6,63/N
P(|Mₙ−7,14|<0,14)≥1−6,63/(0,14²N)
1−6,63/(0,0196N)≥0,95 ⇔ N≥6765,31
Rédaction possible et résultat
On choisit le premier entier qui satisfait la garantie fournie par l’inégalité.
La plus petite valeur garantie est N=6 766 villes.
Erreur fréquente
Présenter la borne de Tchebychev comme une probabilité exacte.