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Programme de mathématiques PCSI · semestre 2

Probabilités

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164 exercices
Texte officiel du programme

Cette section, qui a vocation à interagir avec l’ensemble du programme, a pour objectif de donner aux étudiants une bonne pratique des variables aléatoires dans le cadre fini.

Pour enrichir la pratique de la modélisation probabiliste développée au lycée, on met en évidence qu’une situation probabiliste finie peut être décrite par un $n$-uplet de variables aléatoires, l’univers étant vu dans cette optique comme une source suffisante d’aléa. L’objectif de cette présentation est de pouvoir travailler le plus tôt possible avec des événements construits en termes de variables aléatoires. La construction d’un univers fini susceptible de porter un $n$-uplet de variables aléatoires peut être présentée, mais ne constitue pas un objectif du programme.

Les exemples et activités proposés sont de nature plus conceptuelle qu’au lycée. On pourra faire travailler les étudiants sur des marches aléatoires ou des chaînes de Markov en temps fini, des graphes aléatoires, des inégalités de concentration...

Le programme de probabilités de première année s’achève sur une approche non asymptotique de la loi faible des grands nombres qui justifie l’approche fréquentiste des probabilités.

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Analyse de covariance et moments d'une loi normale

On considère deux variables aléatoires réelles \(X\) et \(U\) indépendantes, ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Application du théorème central limite

\(\mathcal N(\mu,\sigma)\) désigne la loi normale de moyenne \(\mu\) et d’écart-t ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Approximation par inégalité

Soit \(X\) le nombre d’avions arrivant en une heure sur un aéroport. On suppose que ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Approximation par une loi normale

On effectue un contrôle sur des pièces de un euro dont une proportion \(p=0.05\) est fausse et sur des pièces de d ...

L2 Probabilité Probabilité discrète

Assurance vie, loi du nombre de décès et bénéfice annuel

Une compagnie assure \(N=10\,000\) clients sur la vie, qui paient chacun une prime annuelle de ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Calcul approché de probabilité et loi normale

Une machine fabrique des lames de carton empilées par paquets de 36. On suppose que chaque lame a une épaisseur ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Calcul approché de probabilités

Soit \(X\) une variable aléatoire réelle telle que \(\E(X) = 30\) et ...

L3 Analyse de données Réseaux de neurones solution

Calcul de la fonction softmax et perte entropie croisée

Un réseau multiclasse produit les scores bruts \(z = [3,\ 1,\ 0]\) pour 3 classes. On rappelle que ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Calcul de probabilité

On jette 3 fois un dé à 6 faces, et on note \(a, b\) et \(c\) les résultats succe ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Calcul de probabilité

On jette un dé à 6 faces et on observe le résultat.

L2 Probabilité Probabilité discrète

Calcul de probabilité

On jette un dé à 6 faces et on observe le résultat.

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Calcul de risques

On suppose que le poids d’un adulte peut être modélisé par une variable aléatoire \(X\) qui suit une loi normale d ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Calcul par approximation

Un fournisseur d’accès internet met en place un point local d’accès qui dessert \(5\,000\) abonnés. À un instant d ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Calculs de lois

Soient \(\left(X_i\right)_{1 \leq i \leq 9}\) des variables aléatoires indépendantes, identiquement distribuées, s ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Contrôle de qualité sur des pièces d'un euro

On effectue un contrôle sur des pièces d’un euro dont une proportion \(p = 0{,}05\) est fausse. On considère un lo ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Couple de variables

Deux urnes \(U_1\) et \(U_2\) contiennent des boules permettant des gains ou des ...

L2 Probabilité Probabilité continue solution

Deux approximations

Une machine produit des rondelles métalliques en grande série. Une rondelle est acceptée si son diamètre extérieur est compris entre ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Dilemme

On considère deux avions \(A\) et \(B\) ayant respectivement 4 et 2 moteurs. Les ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Double jeu et probabilités discrètes

Un joueur effectue une suite de parties de pile ou face indépendantes, avec probabilité \(p\) d’obtenir pile à cha ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Dé truqué

On considère un dé truqué cubique dont les faces sont numérotées de \(1\) à \(6\) ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Définition d'une probabilité

Déterminer une probabilité sur \(\Omega = \left\{ {1,2, \ldots ,n} \right\}\) telle que la probabilité de l’événe ...

L2 Probabilité Probabilité discrète

Définition et propriété d'une probabilité

A quelle(s) condition(s) sur \(x,y \in \mathbb{R}\) existe-t-il une probabilité sur ...

L1 Probabilité Probabilité discrète solution

Détection de menaces par radar

Un système de radar militaire est utilisé pour détecter des missiles ennemis. Le radar détecte un missile avec une probabilité de 95%. Le radar déc ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Estimation par inégalité

Une population de personnes doit voter à l’élection présidentielle. La proportion souhaitant voter pour la candidate Mme A. est inconnue, on la not ...

L2 Analyse de données Statistique solution

Estimation par inégalité

On sait qu’une personne sur cent est dyslexique. Lors des journées "citoyens", on détecte ce problème. Sur \(n\) j ...

L2 Probabilité Probabilité discrète solution

Etude d'un jeu

Timothée vient d’ouvrir un salon de jeux. Pour l’instant, il n’a installé qu’une roulette et a simplifié le jeu de la manière suivante : on ne peut ...

L1 Algèbre Dénombrement

exo7 245

Soit \(p_{n}(k)\) le nombre de permutations de \(\{1,...,n\}\) ayant ...

L1 Algèbre Dénombrement

exo7 247

L’histoire: \(n\) personnes apportent chacune un cadeau à une fête, et chacun tire au sort un cadeau dans le tas f ...

L1 Algèbre Dénombrement solution

exo7 5282

Quelle est la probabilité \(p_n\) pour que dans un groupe de \(n\) personnes choi ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5984

Un étudiant s’habille très vite le matin et prend, au hasard dans la pile d’habits, un pantalon, un tee-shirt, une paire de chaussettes; il y a ce ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5986

Un QCM comporte \(10\) questions, pour chacune desquelles \(4\) réponses sont pro ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5987

Amédée, Barnabé, Charles tirent sur un oiseau; si les probabilités de succès sont pour Amédée : \(70\)%, Barnabé : ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5988

Lors d’une loterie de Noël, \(300\) billets sont vendus aux enfants de l’école ; ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5989

La probabilité pour une population d’être atteinte d’une maladie \(A\) est \(p\) ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5990

Dans un jeu de \(52\) cartes, on prend une carte au hasard : les événements <<tirer un roi>> et <&l ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5991

La famille Potter comporte \(2\) enfants; les événements \(A\) : <<il y a d ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5992

Dans la salle des profs \(60\)% sont des femmes ; une femme sur trois porte des lunettes et un homme sur deux port ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5993

Une fête réunit \(35\) hommes, \(40\) femmes, ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5995

Un professeur oublie fréquemment ses clés. Pour tout \(n\), on note : \(E_n\) l’é ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5996

Dans les barres de chocolat N., on trouve des images équitablement réparties des cinq personnages du dernier Walt Disney, une image par tablette. M ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5997

En cas de migraine trois patients sur cinq prennent de l’aspirine (ou équivalent), deux sur cinq prennent un médicament M présentant des effets sec ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5998

Dans une population 40% des individus ont les yeux bruns, 25% des individus ont les cheveux blonds, 15% des individus ont les yeux bruns et les che ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5999

Un constructeur aéronautique équipe ses avions trimoteurs d’un moteur central de type A et de deux moteurs, un par aile, de type B; chaque moteur t ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6000

On sait qu’à une date donnée, 3% d’une population est atteinte d’hépatite On dispose de tests de dépistage de la maladie :

  • Si la pe ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6001

Dans mon trousseau de clés il y a \(8\) clés; elles sont toutes semblables. Pour rentrer chez moi je mets une clé ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6002

Six couples sont réunis dans une soirée de réveillon. Une fois les bises de bonne année échangées, on danse, de façon conventionnelle: un homme ave ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6004

Un débutant à un jeu effectue plusieurs parties successives. Pour la première partie, les probabilités de gagner ou perdre sont les mêmes; puis, on ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6005

Une entreprise pharmaceutique décide de faire des économies sur les tarifs d’affranchissements des courriers publicitaires à envoyer aux clients. P ...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6006

On prend au hasard, en même temps, trois ampoules dans un lot de 15 dont 5 sont défectueuses. Calculer la probabilité des événements:

...

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 6007

Un avion peut accueillir 20 personnes; des statistiques montrent que 25% clients ayant réservé ne viennent pas. Soit ...