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Blagues classiques sur les probabilités et les statistiques
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Docteur
à son patient: j’ai une bonne et une mauvaise nouvelle pour vous. La mauvaise
c'est que vous avez une maladie grave dont, en moyenne, seule une personne sur dix
peut y survivre. -
Horreur! Mais qu'elle est la bonne ? -
Mes neuf
derniers patients sont morts. |
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Pourquoi
emmènes-tu une bombe dans l'avion? C'est simple, j'ai lu les statistiques: une chance sur 1000
qu'il y ait une bombe à bord, mais seulement une chance sur un milliard
qu'il y en ait deux!... |
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Les
statistiques en la matière sont simples: un bébé sur cinq est jaune. Tu
comprends pourquoi, ma femme et moi avons décidé d'en rester à nos quatre enfants. |
Voir Pensées & humour
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PROBABILITÉS – CALCUL
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Savez-vous ce qu'est une crue centennale? Quelle est sa probabilité sur cent ans? |
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Trois souris se trouvent au sommet d'un triangle équilatéral.
Soudain, chacune choisit son sens et s'élance sur le périmètre, toutes à la
même vitesse. Quelle est la probabilité qu'elles ne rencontrent jamais ? |
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Exemples
Règle
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Trois paniers contenant
Après avoir retiré
une barre au chocolat, quelle est la probabilité que la seconde soit aussi au
chocolat? |
Une réponse
un peu rapide serait 1/2. Mais un bon calcul de probabilité va montrer qu'il
s'agit de 2/3. Nommons les
barres: C1 C2
/ C3 V1 /
V2 V3 Au premier
tirage: 3 possibilités (C1 ou C2 ou C3). Quels sont
les voisins dans le panier?
Soit deux
cas où c'est le chocolat; deux cas favorables.
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Voir Énigmes filles
ou garçons
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Les deux problèmes qui suivent ont été
posés par le Chevalier de Méré au milieu XVIIe siècle. Son interrogation:
qu'est-ce qui est le plus probable?
Chacune étant proche de 50%. C'est Pascal
qui calcula les bonnes réponses, marquant le début des calculs de
probabilités:
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Voir Partage
de Méré-Pascal / Probabilités avec les dés
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0, 518 =
1 – (5 / 6)4 |
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Calcul |
Cette probabilité peut se calculer en
prenant la probabilité d'obtenir un "6", ajoutée à celle d'obtenir
deux "6", etc. Mais, il y a plus simple en prenant le
problème à l'envers: |
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P(non6) |
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P(6) = 1 – P(non6) |
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P(non6) = 5/6 |
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P(non6) = (5/6)4 = 0, 482 |
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P(6) = 1 – P(non6) = 0,518 |
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Attention: On remarque que la probabilité ne se laisse pas
faire avec simplicité. Ici, chaque
lancer ayant une probabilité de 1/6, la probabilité résultante n'est pas:
4
fois 1/6 = 2/3 = 0, 666 Avec plus de
lancers, on dépasserait une probabilité maximale de 1! >>> |
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Probabilité d'obtenir un double six en
24 lancers de deux dés; et en 25: C'est la bascule autour de 50%. |
0, 491 =
1 – (35 / 36)24 0, 505 =
1 – (35 / 36)25 |
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Calcul |
Cette probabilité peut se calculer en
prenant la probabilité d'obtenir un "double 6", ajoutée à celle
d'obtenir deux "double 6", etc. Mais, il y a plus simple en prenant le
problème à l'envers: |
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P(nonD6) |
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P(D6) = 1 – P(nonD6) |
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P(nonD6) = 35/36 |
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P(nonD6) = (35/36)24 = 0,509 |
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P(D6) = 1 – P(nonD6) = 0,491 |
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Attention: On remarque que la probabilité ne se laisse pas
faire avec simplicité. Ici, chaque
lancer ayant une probabilité de 1/36, la probabilité résultante n'est pas:
24
fois 1/36 = 2/3 = 0, 666 >>> |
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Propriété
La probabilité que deux événements se
produisent est égale au produit de la probabilité de chaque événement, à la condition que
ces événements soient totalement indépendants. Comme les jets de dés par exemple. |
Explications
complémentaires – Choix de la méthode
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Comment dénombrer? Avec
deux dés: 36 possibilités de sorties (on dit: issues). Par exemple: (1,1) ou (1,2) ou … (6,5) ou (6,6). Mais un seul cas de
double-six. La probabilité du double 6 est 1/36. Autre
raisonnement: la probabilité d'un 6 pour chaque dé est 1/6. Pour deux dés,
les deux jets étant indépendants, la probabilité est le produit des
probabilités soit 1/6 x 1/6 = 1/36. |
Les 36 issues d'un jet de deux dés
Une
seule possibilité sur 36 pour le double-six. |
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Pourquoi 1/(6)² et pas 1 – (5/6)²? Le
graphe des situations donne la réponse. En
lignes vertes Le
chemin du double "succès" est direct. En
lignes bleues La
probabilité 5/6 d'un "échec" sur un dé se retrouve sur deux chemins
différents. NB
l'emploi de la multiplication (en descendant) et de l'addition (en bilan des
possibilités). |
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Pourquoi 1 – (35/36)24 Là
aussi, il faut choisir le chemin du "succès", en ligne directe
(verte). C'est le cas pour du non-double six Par contre, il existe de multiples façons
d'arriver au double six (rouge). Le calcul serait bien compliqué. |
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Probabilité
d'obtenir la somme 3 ou la somme 4 en lançant 2 dés: |
0, 1388... = 5 / 36 |
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Calcul |
Avec deux dès, il ya
36 possibilités. |
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S = 3 |
si ou
si |
2 et 1 1 et 2 |
P(S=3) = 2/36 |
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S = 4 |
si ou
si ou
si |
3 et 1 1 et 3 2 et 2 |
P(S=4) = 3/36 |
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Bilan |
5 possibilités |
P(S=3 ou S=4) = 2/36 + 3/36 = 5/36 |
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Propriété
La probabilité de l'un ou l'autre des événements
est la somme de leur probabilité respective, si les événements ne sont pas
simultanés. On dit "exclusifs". |
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Probabilité de tirer un "6"
en jetant 2 dés: |
0,
3055... = 11 / 36 |
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Calcul |
Toujours 36 possibilités |
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6/36 |
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6/36 |
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12/36 |
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1/36 |
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11/36 |
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Illustration 6 cas favorables avec le premier dé + 6 cas favorables avec l'autre dé – un cas compté en double. |
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Comme pour les événements exclusifs, la probabilité d'un événement ou
d'un autre est additive, mais en prenant la précaution d'éliminer
ceux qui sont en double, car non exclusifs. Voir Combinatoire pour une
formule analogue |
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Probabilité de tirer un "double
6", sachant que le premier dé lancer a déjà donné un "6": |
1 / 36 = 0, 0277…
= 2,77% |
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Notation |
On dit que la probabilité de
l'événement E On lit: "probabilité de E si F". |
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Propriétés |
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Lorsque E se produit, l'événement est
certain. |
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Lorsque F s'est produit, E ne se produira pas. |
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Si E ne dépend pas de F, sa probabilité
conditionnée à F est tout simplement celle de E tout
seul. |
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Généralisation |
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Comme pour les événements indépendants
la probabilité que deux événements liés se produisent est bien un produit de
deux probabilités. |
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Exemples |
Probabilité que le premier dé soit un 6
et que le deuxième dé soit un 6: |
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? |
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Probabilité que le deuxième dé soit un
6, sachant que le premier est
un 6: |
1 / 6 |
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Probabilité d'obtenir un 6 avec le premier dé: |
x 1 / 6 |
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Soit, la probabilité cherchée: |
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= 1 / 36 |
Voir Fille ou garçon
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Une petite expérience de probabilité Imaginez une
population parfaitement stable de 10 personnes. Chaque année
une personne disparaît, et une nouvelle naît. Le groupe reste donc toujours
composé de 10 individus. Question Si l’on
choisit une personne au hasard aujourd’hui, quelle est la probabilité
qu’elle soit encore en vie dans 10 ans ? |
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Chaque
année, une seule personne sur les 10 disparaît. Cela signifie que chaque
individu a : 9 chances sur 10 de survivre à une année donnée. Mais pour
être encore en vie au bout de 10 ans, il faut survivre 10 fois de suite. Calcul
Voir Ce nombre dans le DicoNombre |
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Ce que cela signifie Même dans une
population stable, où le nombre total ne change pas, les individus, eux, se
renouvellent progressivement. Après 10
ans, une personne donnée au départ n’a plus qu’environ une chance sur trois
d’être encore présente. |
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Discussion autour d’un modèle
simple de probabilité Ce petit problème, en
apparence anodin, ouvre la porte à plusieurs réflexions intéressantes sur la
modélisation en probabilité. |
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1 Des données inutiles… ou trompeuses ? L’énoncé initial parle d’une
population de 10 personnes avec un renouvellement annuel. Le problème peut être
reformulé de façon bien plus directe : Une personne a une probabilité de 10 % de décéder
chaque année. Quelle est la probabilité qu’elle décède au bout de 10 ans ? On obtient alors
immédiatement :
3 Que
devient la population initiale de 10
personnes après dix ans ? 10 × (0,9)10 ≈ 3, 5 personnes
survivantes en moyenne. La majorité des individus initiaux ont disparu,
malgré une population constante. |
2 Un
modèle plus réaliste : le risque augmente avec le temps Dans la vraie vie, le
risque de décès n’est pas constant : il augmente généralement avec l’âge. Imaginons un modèle
simple : ·
probabilité
de décès la première année : 10 % ·
puis elle
augmente de 5 % chaque année Cela donne :
La probabilité de survie
à 10 ans devient alors :
Une petite variation annuelle produit un effet
notable sur le long terme. |
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Les trois
souris: chacune
choisit un sens de parcours parmi 2. Soit 8 possibilités pour les trois souris (2x2x2 =
23). Elles ne se rencontrent jamais si elles tournent
toutes dans le même sens. Soit 2 possibilités. La probabilité de non-rencontre est: 2/8 = ¼ = 25%. |
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Savez-vous ce qu'est une crue centennale? Quelle est sa probabilité sur cent ans? Crue centennale Curieusement, une crue centennale ne se
produit pas tous les cents ans. En fait, elle a une
probabilité de se produire de 1/100 sur l'année. La probabilité de non-occurrence sur un
siècle est égale à: (99/100)100 = 0,366032… et la probabilité
d'occurrence est égale à : 0,633967… Crue n-ennale Une crue n-ennale
a une probabilité de 1/n de se
produire dans l'année. La probabilité d'occurrence en n années est égale à
Principaux types de crues
Voir Crue – Wikipédia |
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/ Géographie – Index
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Voir |
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Sites |
de Jean-Michel JOLION ( INSA ) |
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