Exercice 1 - Loi binomiale et sommes de variables… · Bac Mathématiques Polynésie jour 1 - Remplacement 2025

Thème : Succession d'épreuves indépendantes, schéma de Bernoulli et loi binomiale · Tiré du sujet Jour 1 - Remplacement (2025)

Énoncé

En France il y a deux formules pour obtenir le permis de conduire:

Suivre à partir de 15 ans une formation de conduite accompagnée pendant 2 ans;

Suivre la formation classique (sans conduite accompagnée) à partir de 17 ans.

En France actuellement, parmi les jeunes qui suivent une formation au permis de conduire, 16 % choisissent la formation de conduite accompagnée, et parmi eux, 74,7 % réussissent l'examen de conduite dès leur première tentative.

En suivant la formation classique, le taux de réussite dès la première tentative est seulement de 56,8 %.

On choisit au hasard un jeune français qui a déjà passé l'examen de conduite et on considère les événements AA et RR suivants:

AA: « le jeune a suivi la formation de conduite accompagnée »;

RR: « le jeune a eu le permis dès sa première tentative ».

On arrondira les résultats à 10−310^{-3} près, si nécessaire.

Partie B

Une auto-école présente pour la première fois à l'examen de conduite 10 candidats qui ont suivi la formation de conduite accompagnée. On modélise le fait de passer les examens de conduite par des épreuves aléatoires indépendantes.

On note XX la variable aléatoire donnant le nombre de ces 10 candidats qui auront leur permis dès la première tentative.

1.

Justifier que XX suit une loi binomiale de paramètres n=10n = 10 et p=0,747p = 0{,}747.

2.

Calculer P(X≥6)P(X \ge 6). Interpréter ce résultat.

3.

Déterminer E(X)E(X) et V(X)V(X) (arrondir V(X)V(X) à 10−310^{-3}).

4. Il y a aussi 40 candidats qui n'ont pas suivi la formation de conduite accompagnée et qui se présentent pour la première fois à l'examen de conduite. De la même manière, on note YY la variable aléatoire qui donne le nombre de ces candidats qui auront le permis à la première tentative. On admet que YY est indépendante de la variable XX et qu'en fait E(Y)=22,53E(Y) = 22{,}53 et V(Y)=9,81V(Y) = 9{,}81.

On note alors ZZ la variable aléatoire comptant le nombre total de candidats (parmi les 50) qui auront le permis de conduire dès la première tentative dans cette auto-école.

a.

Exprimer ZZ en fonction de XX et YY. En déduire E(Z)E(Z) et V(Z)V(Z) (arrondir V(Z)V(Z) à 10−310^{-3}).

b.

En utilisant l'inégalité de Bienaymé-Tchebychev, montrer que la probabilité qu'il y ait moins de 20 ou plus de 40 candidats qui aient leur permis dès la première tentative est inférieure à 0,12.

Énoncé: Exercice 1 - Loi binomiale et sommes de variables… · Bac Mathématiques Polynésie jour 1 - Remplacement 2025

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

1. Justifier que XX suit une loi binomiale de paramètres n=10n = 10 et p=0,747p = 0{,}747.

Réponse : On répète 10 épreuves identiques et indépendantes, à deux issues (succès : avoir le permis, avec p=0,747p = 0{,}747 ; échec : ne pas l'avoir, avec q=1−0,747=0,253q = 1 - 0{,}747 = 0{,}253). XX compte le nombre de succès, donc X∼B(10; 0,747)X \sim \mathcal{B}(10;\, 0{,}747).

2. Calculer P(X≥6)P(X \ge 6).

Réponse : 0,918

2. Interpréter ce résultat.

Réponse : Il y a environ 91,8 % de chances qu'au moins 6 candidats sur les 10 réussissent leur permis dès la première tentative.

3. Déterminer E(X)E(X).

Réponse : 7,47

3. Déterminer V(X)V(X) (arrondir à 10−310^{-3}).

Réponse : 1,890

4. a. Exprimer ZZ en fonction de XX et YY.

Réponse : Z = X + Y

4. a. En déduire E(Z)E(Z).

Réponse : 30

4. a. En déduire V(Z)V(Z) (arrondir à 10−310^{-3}).

Réponse : 11,700 / 11,7

4. b. En utilisant l'inégalité de Bienaymé -Tchebychev, montrer que la probabilité qu'il y ait moins de 20 ou plus de 40 candidats qui aient leur permis dès la première tentative est inférieure à 0,12.

Réponse : L'événement « moins de 20 ou plus de 40 reçus » s'écrit (Z<20)∪(Z>40)(Z < 20) \cup (Z > 40), ce qui équivaut à ∣Z−30∣≥10|Z - 30| \ge 10 puisque E(Z)=30E(Z) = 30. D'après l'inégalité de Bienaymé-Tchebychev : P(∣Z−30∣≥10)≤V(Z)102≈11,700100=0,117<0,12P(|Z - 30| \ge 10) \le \frac{V(Z)}{10^2} \approx \frac{11{,}700}{100} = 0{,}117 < 0{,}12

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