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Exercices corrigés — Probabilités conditionnelles et arbres (Seconde)

Quatre niveaux de difficulté, du plus simple au plus exigeant. Chaque exercice a sa correction détaillée, étape par étape.

2 exercices de niveau « Application ». Voir les 8 exercices.

Exercice 3 Application

On reprend le tableau du cours (1 000 personnes : 100 malades dont 90 ont un test positif ; 900 non malades dont 45 ont un test positif). On choisit une personne au hasard. Calculer la probabilité d'un faux positif et celle d'un faux négatif, puis la probabilité qu'une personne dont le test est positif soit réellement malade.

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Correction détaillée

un faux positif est une personne non malade dont le test est positif : 45 personnes sur 1 000, soit P(M ∩ T) = 451 000 = 0,045, c'est-à-dire 4,5 %.
Un faux négatif est une personne malade dont le test est négatif : 100 − 90 = 10 personnes, soit P(M ∩ T) = 101 000 = 0,01, c'est-à-dire 1 %.
Personne malade sachant que le test est positif : les tests positifs sont au nombre de 90 + 45 = 135, dont 90 malades. PT(M) = 90135 = 23 ≈ 66,7 %.
Bien que le test détecte 90 % des malades (PM(T) = 90100), un tiers des tests positifs concernent des personnes non malades : comme la maladie est rare (10 %), les 5 % de faux positifs parmi les 900 personnes saines pèsent lourd. Les deux probabilités conditionnelles PM(T) et PT(M) répondent à des questions différentes.

Exercice 4 Application

Un lycée compte 120 élèves de seconde : 70 filles, dont 30 demi-pensionnaires, et 50 garçons, dont 15 demi-pensionnaires. On choisit un élève au hasard ; F = « l'élève est une fille » et D = « l'élève est demi-pensionnaire ». Calculer P(F), P(D), P(F ∩ D), PF(D) et PD(F).

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Correction détaillée

le choix au hasard rend les 120 élèves équiprobables : chaque probabilité est un quotient d'effectifs par 120, ou par l'effectif de la sous-population pour une probabilité conditionnelle.
P(F) = 70120 = 712 ≈ 0,583. Les demi-pensionnaires sont 30 + 15 = 45 : P(D) = 45120 = 38 = 0,375. P(F ∩ D) = 30120 = 14 = 0,25.
PF(D) = P(F ∩ D)P(F) = (30120)/(70120) = 3070 = 37 ≈ 0,429 : parmi les filles, environ 43 % sont demi-pensionnaires. PD(F) = 3045 = 23 : parmi les demi-pensionnaires, deux tiers sont des filles.
Une fréquence conditionnelle lue dans un tableau croisé devient une probabilité conditionnelle dès que l'on tire un individu au hasard. On peut vérifier la formule du produit : P(F) × PF(D) = 712 × 37 = 312 = 14 = P(F ∩ D).