Fiche de cours

Schéma de Bernoulli et loi binomiale

Lycée   >   Terminale   >   Mathématiques complémentaires   >   Schéma de Bernoulli et loi binomiale

  • Fiche de cours
  • Quiz et exercices
  • Vidéos et podcasts
Objectifs
  • Reconnaitre un schéma de Bernoulli.
  • Calculer des probabilités dans le cadre de la loi binomiale.
  • Utiliser l’espérance d’une loi binomiale.
Points clés
  • Un schéma de Bernoulli d’ordre n est la répétition d’une épreuve de Bernoulli n fois où chaque issue est indépendante.
  • On nomme coefficient binomial, noté qui se lit k parmi n, le nombre de chemins ayant k succès de l’arbre d’un schéma de Bernoulli d’ordre n.
  • Considérons une variable aléatoire X qui compte le nombre de réalisations du succès au cours des n épreuves. On dit que X suit une loi binomiale de paramètre n et p.
    X peut donc prendre toutes les valeurs entières de 0 à n.
  • Puisqu'il y a  chemins ayant chacun la probabilité pk × qn–k de se produire, on peut en déduire que P(X = k) =  pk × qn–k.
  • On admet les résultats suivants sur l'espérance et l'écart type d'une loi binomiale de paramètres n et p : E(X) = np ; V(X) = npq ; .
1. Définition : schéma de Bernoulli
Un schéma de Bernoulli d’ordre n est la répétition d’une épreuve de Bernoulli n fois où chaque issue est indépendante.
Exemple
On lance trois fois de suite une pièce truquée pour laquelle la probabilité d’obtenir pile est . On gagne 5 € pour chaque sortie de « Pile ». Tracer l’arbre pondéré et déterminer la loi de probabilité de cette variable aléatoire.

Soit X la variable aléatoire qui à chaque issue associe le nombre de succès.
Un succès s est représenté par chaque apparition de l’événement « Pile », de probabilité p = . L’échec, l’événement aura pour probabilité .

k 0 1 2 3
P(X = k)

Les résultats sont laissés sous forme de fraction de la totalité des cas (on pourrait passer en fractions irréductibles).

Remarque
On dit que cette loi de probabilité est la loi du nombre de succès.
2. Notation et définition
On nomme coefficient binomial, noté qui se lit k parmi n, le nombre de chemins ayant k succès de l’arbre d’un schéma de Bernoulli d’ordre n.
Exemples
Pour le schéma de Bernoulli précédent :
• pour 0 succès on a car un seul chemin n’a aucun succès ;
• pour 2 succès on a car trois chemins ont 2 succès.
Remarque
Les coefficients binomiaux sont donnés par toutes les calculatrices de lycée.
3. Loi binomiale
a. Définition

Considérons un schéma de Bernoulli de paramètres n et p.
Les n épreuves de Bernoulli peuvent se modéliser par un arbre qui aurait 2 branches initiales (succès-échec) puis chacune de ces branches donnant naissance à 2 nouvelles branches (succès-échec), etc.
À chaque épreuve, le nombre de branches est doublé.

Considérons une variable aléatoire X qui compte le nombre de réalisations du succès au cours des n épreuves. On dit que X suit une loi binomiale de paramètre n et p.
X peut donc prendre toutes les valeurs entières de 0 à n.

Prenons k une de ces valeurs entières.
Sur l'arbre, il existe un certain nombre de branches (ou chemins) qui comportent k succès et n – k échecs. Ce nombre de chemins se note . Il peut se calculer aisément avec une calculatrice.

Chacun de ces chemins comporte k succès et n – k échecs. La probabilité qu'un de ces chemins se réalise est égale à pk × qn–k (c'est le principe du produit des probabilités sur les branches).

Pour finir, puisqu'il y a  chemins ayant chacun la probabilité pk × qn–k de se produire, on peut en déduire que P(X = k) =  pk × qn–k.
b. Espérance et écart type d'une loi binomiale
On admet les résultats suivants sur l'espérance et l'écart type d'une loi binomiale de paramètres n et p.

E(X) = np   ;   V(X) = npq   ;   

c. Exemple

Revenons au schéma de Bernoulli précédent où on lance un dé 3 fois de suite.

La variable aléatoire qui compte le nombre « 6 » obtenu sur 3 tirages suit une loi binomiale de paramètres = 3  et = .
.
On a aussi .

Reprenons cette loi avec n = 36.
L'espérance devient égale à . Ceci correspond à l'idée intuitive de « moyenne ».
On réalise un « 6 » avec 1 chance sur 6. Sur 36 lancers, en moyenne, on en réalise 6.
Sur 72 lancers, on en réaliserait 12.
De même, sur 100 lancers d'une pièce de monnaie, on réalise en moyenne 50 piles.

Évalue ce cours !

 

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

 

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

 

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

 

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

 

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

Fiches de cours les plus recherchées

Mathématiques complémentaires

Coefficients binomiaux et loi de Pascal

Mathématiques complémentaires

Densité de probabilité et fonction de répartition

Mathématiques complémentaires

Point moyen et droite d'ajustement

Mathématiques complémentaires

La droite de régression : la méthode des moindres carrés

Mathématiques complémentaires

Les variables numériques - spé maths complémentaires

Mathématiques complémentaires

Les variables non numériques - Terminale

Mathématiques complémentaires

Les instructions d'entrée et de sortie - Terminale

Mathématiques complémentaires

L'instruction if - spé maths complémentaires

Mathématiques complémentaires

La boucle while - spé maths complémentaires

Mathématiques complémentaires

Les calculs - Terminale