Mathématiques Terminale Spécialité

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Rappels de première
Algèbre et géométrie
Ch. 1
Combinatoire et dénombrement
Ch. 2
Vecteurs, droites et plans de l’espace
Ch. 3
Orthogonalité et distances dans l’espace
Analyse
Ch. 4
Suites
Ch. 5
Limites de fonctions
Ch. 6
Continuité
Ch. 7
Compléments sur la dérivation
Ch. 8
Logarithme népérien
Ch. 9
Fonctions trigonométriques
Ch. 10
Primitives - Équations différentielles
Ch. 11
Calcul intégral
Probabilités
Ch. 12
Loi binomiale
Ch. 13
Sommes de variables aléatoires
Annexes
Exercices transversaux
Grand Oral
Apprendre à démontrer
Cahier d'algorithmique et de programmation
Chapitre 14
Entraînement 2

Loi des grands nombres

13 professeurs ont participé à cette page
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Différenciation
Parcours 1 : exercices  ;  ;  ; et
Parcours 2 : exercices  ;  ; et
Parcours 3 : exercices  ;  ; et
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69
Flash

On lance 10\:000 fois un dé équilibré à six faces numérotées de 1 à 6.
Pour chaque lancer i, on note \text{X}_i la variable aléatoire valant 1 si on obtient 4 et 0 sinon.

On note \overline{\mathrm{X}}=\frac{1}{10\:000} \sum\limits_{k=1}^{10\:000} \mathrm{X}_{k} la variable aléatoire moyenne donnant la proportion de 4 obtenus.

Majorer la probabilité que \overline{\mathrm{X}} s'écarte de plus de 0{,}05 par rapport à la moyenne.
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70
Flash

On considère un jeu de 52 cartes. On tire treize cartes avec remise et on note le nombre de rois obtenus.
D'après la loi des grands nombres, si on répète cette expérience un grand nombre n de fois et que l'on note \text{M}_n la moyenne des résultats obtenus, vers quelle valeur \text{M}_n converge‑t‑elle ?
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71
Flash

On lance n fois une pièce de monnaie équilibrée. On note \mathrm{M}_{n} la proportion de piles obtenus.
Quelle doit-être la valeur minimale de n pour que la probabilité de l'événement \left|\mathrm{M}_{n}-\frac{1}{2}\right| \geqslant 0{,}01 soit inférieure à 0{,}01 ?
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Pour les exercices
72
à
75

On lance n fois un dé équilibré à six faces numérotées de 1 à 6.
On note \text{M}_n le nombre moyen de 5 obtenus. À l'aide de l'inégalité de concentration, déterminer la valeur minimale de n pour respecter les conditions de l'exercice.
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72
[Calculer.]

a=0{,}05 et \mathrm{P}\left(\left|\mathrm{M}_{n}-\mathrm{E}(\mathrm{X})\right| \geqslant a\right) \leqslant 0{,}1.
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73
[Calculer.]
a=0{,}02 et \mathrm{P}\left(\left|\mathrm{M}_{n}-\mathrm{E}(\mathrm{X})\right| \geqslant a\right) \leqslant 0{,}05.
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74
[Calculer.]
a=0{,}1 et \mathrm{P}\left(\left|\mathrm{M}_{n}-\mathrm{E}(\mathrm{X})\right| \lt a\right) \geqslant 0{,}95.
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75
[Calculer.]
a=0{,}01 et \mathrm{P}\left(\left|\mathrm{M}_{n}-\mathrm{E}(\mathrm{X})\right| \lt a\right) \geqslant 0{,}99.
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76
Démo
[Raisonner.]
On souhaite démontrer l'inégalité de concentration. Soit \text{X} une variable aléatoire d'espérance \text{E(X)} et de variance \text{V(X)}. Pour l'entier i compris entre 1 et n, on note \text{X}_i des variables aléatoires indépendantes et toutes de même loi de probabilité que \text{X}. On note enfin \mathrm{M}_{n}=\frac{1}{n} \sum\limits_{i=1}^{n} \mathrm{X}_{i}.
1. Rappeler l'inégalité de concentration.

2. Démontrer que \mathrm{E}\left(\mathrm{M}_{n}\right)=\mathrm{E}(\mathrm{X}).

3. a. Justifier que \mathrm{V}\left(\mathrm{X}_{1}+\mathrm{X}_{2}+\ldots+\mathrm{X}_{n}\right)=n \mathrm{V}(\mathrm{X}).

b. Démontrer alors que \mathrm{V}\left(\mathrm{M}_{n}\right)=\frac{\mathrm{V}(\mathrm{X})}{n}.

4. Appliquer l'inégalité de Bienaymé-Tchebychev sur \mathrm{M}_{n} pour démontrer l'inégalité de concentration.
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77
[Calculer.]

On considère un dé équilibré à six faces numérotées de 1 à 6 et une succession de n lancers de ce dé, où n est un entier naturel strictement positif.
On note \text{X} la variable aléatoire donnant le nombre de 1 obtenu à l'issue de ces n lancers. 1. Que valent l'espérance et la variance de \text{X} ?

2. Minorer la probabilité de l'événement \left|\text{X}-\frac{n}{6}\right|\lt\frac{n}{100} en fonction de n à l'aide de l'inégalité de Bienaymé- Tchebychev.

3. En déduire le nombre de lancers nécessaires pour que la fréquence d'apparition du 1 au cours de ces n lancers soit dans l'intervalle \left] \frac{n}{6}-\frac{n}{100}\: ; \frac{n}{6}+\frac{n}{100}\right[, avec une certitude d'au moins 95 %.
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78
Python
[Modéliser.]

On considère une urne contenant dix boules, dont quatre sont rouges. On tire successivement et avec remise une boule de l'urne et on s'arrête dès que l'on obtient une première boule rouge.
L'objectif est de conjecturer l'espérance de cette loi à l'aide d'un programme informatique. 1. Expliquer l'utilisation d'une boucle \text{while} ici.

2. Compléter le programme suivant dont l'objectif est de simuler l'expérience.

from random import randint

def rang(n):
	S = 0
	for i in range(n):
		X = randint (1, 10)
		C = 1
		while X <= ...:
			X = randint (1, 10)
			C = ...
		S = S + C
	return... 

3. Quel est le rôle de la variable \text{S} ?

4. Tester le programme pour différentes grandes valeurs de n. Quelle semble être l'espérance de cette loi ? Justifier en citant le théorème utilisé.
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79
Python
[Modéliser.]
Autour d'une table de poker, chaque joueur reçoit deux cartes d'un jeu de 52 cartes. On souhaite estimer la probabilité qu'un joueur reçoive une paire, c'est-à-dire deux cartes identiques. 1. Écrire un algorithme permettant de simuler l'expérience et le programmer en Python.


2. Estimer alors la probabilité de cet événement, en justifiant les propriétés utilisées.

3. Proposer un calcul de la probabilité cherchée et comparer avec les résultats obtenus.
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80
[Chercher.]

Une urne contient N boules (avec \text{N} \gt 50), dont 50 sont noires et les autres sont blanches. Ryem réalise l'expérience n fois pour tenter de trouver le nombre total de boules dans l'urne. Il obtient les résultats suivants.

\boldsymbol{n}1001\:00010\:000
Proportion de boules blanches0{,}7530{,}7480{,}7499

Combien de boules semble-t-il y avoir dans l'urne ? On justifiera soigneusement la réponse.
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81
Python
[Modéliser.]

On considère le jeu de cible suivant.

 jeu de cible - exercice 81 - chapitre 14
Le zoom est accessible dans la version Premium.

On suppose que toutes les fléchettes atterrissent dans le carré beige de côté 2 unités. Sachant que les cercles sont respectivement de rayon 0{,}25, 0{,}5 et 0{,}75, estimer la probabilité des événements suivants à l'aide d'un programme :
1. « Le tir du joueur atteint l'intérieur de la cible délimitée par le cercle bleu de rayon 0,75. »

2. « Le tir du joueur atteint la cible rouge. »


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